Hogyan módosítják időjárásunkat a megújuló energiaforrások?
Soha nem látott hőhullámok, aszály, majd villámáradásokat okozó, özönvízszerű felhőszakadások sorozata – sokan mindezt a klímaváltozással hozzák kapcsolatba, ez utóbbiért pedig az emberi tevékenységet teszik felelőssé. Mások elismerik ugyan a klímaváltozás tényét, de azt mondják, természetes eredetű jelenségről van szó. Valószínűleg mindkét tábor véleményében van igazság – de másképp, mint gondolnák. Az első csoport tehát úgy véli, hogy a fosszilis energiahordozók elégetésével felszabaduló, amúgy a növények, állatok és emberek szempontjából esszenciális szén-dioxid (CO2)-molekulák felszaporodása okozza a globális felmelegedést és az aszályt. Ők a megújuló energiaforrások – szélkerekek és naperőművek – fontosságát hangsúlyozzák. Paradox módon azonban éppen a naperőművek és a szélerőművek idézik elő a bolygó légkörének felmelegedését és a szárazságot.
A naperőművek káros hatásai
A kiinduló helyzet a nyers természet – zöld, beépítetlen felület. A napsugárzás ebben az esetben hozzájárul a növényzet növekedéséhez. A folyamat során, a légkörben minimális mennyiségben (0,04%) jelen lévő, de a földi élet szempontjából nélkülözhetetlen (esszenciális) szén-dioxid-molekulák a légkörből a növény szöveteibe jutnak, és ott a fotoszintézis segítségével cukorrá, keményítővé, fehérjékké, zsiradékokká és egyéb biológiai anyagokká alakulnak át. A folyamat végterméke oxigén és pára, ami az atmoszférába távozik. A víz párolgása hűti a talaj közeli rétegeket, ugyanakkor párásítja a légkört. A növények növekedése, szaporodása pedig minden más életforma létezésének alapja.
Ha egy ilyen természetes területen naperőművet építünk, a beeső napsugarakat a növények helyett a napelemek nyelik el. Az elnyelt napsugárzásnak körülbelül 10-30%-a vagy közvetlenül elektromos árammá (fotovoltaikus rendszerek), vagy hasznos hővé (termikus naperőműrendszerek) alakul át. A napsugárzás többi 70-90%-a egyszerűen hulladékhővé alakul át, és a környező levegőbe távozik. A naperőművek tehát ott helyben „fűtőtestként” működnek, amelyek hozzájárulnak a légkör felmelegedéséhez. (1a és 1b fotó).
Ma a következménye, ha a talaj élővilágát, a táplálékláncot és a természetes párolgást kár éri?
Ugyanakkor a rendszer a talajtól jelentős mennyiségű energiát von el. A talaj élővilágát, a táplálékláncot és a természetes párolgást kár éri, a naperőmű alatti és az a fölötti levegő hőmérséklete felmelegszik és kiszárad. Valójában a naperőművek felületén jelentkező erőteljes felmelegedés felmelegíti a berendezés környezetében lévő levegőt és a talajt is. A növények révén érvényesülő párolgásos hűtéssel ellentétben kizárólag termikus terhelés jelentkezik, hiszen a napelemek felülete semmilyen formában nem járul hozzá a természetes párolgáshoz (2. ábra). Ennek hatására a talaj egyre inkább felmelegszik és kiszárad, és a száraz levegő is sokkal gyorsabban és sokkal intenzívebben melegszik.
A naperőművekkel kapcsolatban előszeretettel emlegetik, hogy „tiszták”, „környezetkímélők” és emisszómentesek. Közben elhallgatják a tényt, hogy ezek a berendezések igenis hozzájárulnak a káros anyagok emissziójához. Ez az emisszió lényegében a többlethő, amit a készülék a környezetbe kisugároz, valamint az árnyék, amit a talajra és a vegetációra vet. Ennek ellenére a társadalom azt hiszi, azzal fogja megmenteni a klímát, hogy több ezer négyzetkilométernyi fotovoltaikus naperőművet létesít. Ez a természeti egyensúly olyan gigantikus átalakítását jelentené, ami óriási mértékű terhelést jelentene az élővilágra és a klímára. Számokban kifejezve, mindez évente 84,8 milliárd kilowattóra többletterhelést jelentene, ami hő formájában zúdulna a légkörre. Ez az energia hiányozna a növényi fotoszintézisből, ennek révén pedig a táplálékláncból. Ezzel arányosan csökkenne a légkör páratartalma is.
A szélerőművek is súlyosbítják a légkör felmelegedését
A szélerőművekkel kapcsolatban egyre többen említik, hogy óriási árnyékot vetnek, kellemetlen és zavaró infrahangokat keltenek, madarakat, rovarokat és denevéreket csapnak agyon, ugyanakkor elcsúfítják a tájat. Emellett azonban senki sem gondol arra, hogy a sok szélkerék jelentős mennyiségű energiát von el a légkörből, pontosabban annak mozgásából. Németországban 2021-ben a szélerőművek 131,7 terawatt (TWh) energiát termeltek. Ez kb. 7000 hirosimai atombomba energiája, amit elvontak az atmoszférából. Naponta tehát csak Németországban kb. annyi energiát vonnak el az atmoszférából, ami 20 hirosimai bomba energiájával egyenlő.
A szélkerekek révén létrejövő energiaelvonás lefékezi és örvénylésre kényszeríti a szelet. Ez nem csak a szél hűtő hatását csökkenti, hanem páraszállító hatását is, aminek révén a tenger felől nedvességet szállít a szárazföld belseje felé. Ennek következtében csökken a talaj menti vízpárolgás (= hűtő hatás), ami tehát szintén a légkör további felmelegedését eredményezi. A következmény egyre nagyobb hőhullámok és aszály. A szakemberek már régóta figyelmeztetnek ezekre a hatásokra, de eddig senki nem akart róluk tudomást venni. A szél útjában a szélkerék után keletkező örvényeket angolul „wake effect” néven említik. A wake effect akkor keletkezik, amikor a légáramlatot szélkerekek fékezik le, és a kerekek mögött hosszú légörvény keletkezik (3. ábra). Ezek a turbulenciák a tenger felett akár 50-100 km hosszan is elnyúlhatnak. Ez jelentősen csökkentheti pl. a szélirányban lévő, távolabb fekvő szélerőművek teljesítményét.
Időközben a meteorológusok is felfigyeltek a szélerőművek kedvezőtlen hatásaira, amit az angol szakirodalomban „global terrestrial stillingnek” (globális, földközeli szélcsillapítás) neveznek, tehát a légmozgás lassulását mérték. Ez a szélcsillapítás szintén hozzájárul a globális felmelegedéshez és az aszályhoz. Ez leginkább a kontinens csapadékosabb, északi részén észlelhető. Még a szélenergia-ipar is kénytelen beismerni a szélkerékparkok átlagos teljesítményének csökkenését a 2012 óta 2019-ig eltelt időszakban, Észak-Németországban 30%-os, az ország középső részében 23%-os, délen pedig 26%-os teljesítményesést mértek.
Földközeli szélcsillapítás
A globális földközeli szélcsillapításnak egyre nagyobb jelentőséget tulajdonítanak tudományos, közgazdasági, és szocioökonómiai szempontból, hiszen a szél sebességének kismértékű változásai is döntős hatást gyakorolnak az atmoszféra és az óceánok dinamikájára. A geológusok szerint a széláramlás földközeli rétegekben történő lefékezése óriási turbulenciákat gerjeszt a magasabb légrétegekben, ami megváltoztatja a futóáramlást, ennek révén pedig főként a sarki régiók fokozatosan felmelegszenek.
Dagmar Jestrzemski német történész a „szél haláláról” szóló cikkében írja: „Az uralkodó nyugati széljárást, amely Északnyugat-Európát és Közép-Európát emberemlékezet óta csapadékkal látja el, mesterségesen kikapcsolták.” Az utóbbi években intenzíven foglalkozott a szárazság problémájával, és meglepő, potenciális kiváltó okra bukkant, a szélkerékparkok elterjedésére. Az úgynevezett offshore szélkerékparkok (a partközeli vizekben, a tengerben elhelyezett szélkerekek) lényegében úgy működnek, mint egy fal, a turbinák felé áramló szelet felfelé irányuló áramlásra kényszerítik, aminek hatására a páratartalom hirtelen koncentrálódik, és csapadék formájában a nyílt tengerbe hullik, ahelyett, hogy a szárazföldet öntözné.
A turbinák után a szél lelassul, erejét veszti. Olyan ez, mintha a levegőből kifacsarnánk az utolsó csepp nedvességet – ezt egyébként prof. Cristina Archer amerikai geo-mérnök is elismeri. Mint írja: „Az offshore szélerőművek légmozgásokat fékező és a levegőt kiszárító hatása függ a turbinák számától és magasságától, valamint a rotorok átmérőjétől.” Ez az eredmény nagymértékben eltér a széles körben elterjedt felfogástól, miszerint a szélenergia, bármely mennyiségben is alkalmazzák, kizárólag helyi és alig mérhető mértékben befolyásolja a környezetet.
Észak-Németországban, ahol különösen komoly károkat okoztak a szélerőművek, a 2018 és 2022 közötti időszakban nyaranta alig hullott némi csapadék. Az Atlanti-óceán felől érkező alacsony nyomású légtömegek már az Ír-tenger és az Északi-tenger felett csapadék formájában elveszítik páratartalmukat. Mire a kontinenshez érnek, páratartalmuk jelentősen lecsökken. A folyamat a szárazföld felett folytatódik. Viszont, ahol volt csapadék, az alacsony nyomású levegő teljesen megállt, és nem mozdult. A következményeket láthattuk, állandó, özönvízszerű esőzések és pusztító áradások alakultak ki.
Városaink gigantikus hőtárolók
Németországban naponta kb. 100 hektár szabad természeti területet építenek be, egyfelől a már létező települések területén belül, másfelől eddig érintetlen területeken létesített új települések és településrészek, valamint útépítések formájában.
A naperőművekhez hasonlóan az aszfaltozott utak is jelentős mértékben hozzájárulnak a talaj felmelegedéséhez. Nyáron a fekete útburkolat hőmérséklete akár 50-60 Celsius-fokra is felmelegedhet, éjjel pedig leadja a napközben begyűjtött hőt. Burkolt útjaink valóságos hőcsíkok, amelyek behálózzák a természetet. A nedves, félig mocsaras területek lecsapolása és kiszárítása révén eltűnnek a természetből azok a felületek és az a növényzet, amelyek hűteni tudnák a környezetet. A jelenséget egyértelműen érzékelik a meteorológiai mérőállomások.
A Német Meteorológiai Szolgálat adatai szerint a városok átlagosan 10 Celsius-fokkal melegebbek, mint környezetük. A burkolt utak és az épületek valóságos hőcsapdák, amelyek nappal szivacsként isszák magukba a forróságot. Az emberek és a járművek nagy tömege szintén hozzájárul a helyi felmelegedéshez (4. ábra). A felszálló hő akadályozza a városok feletti légrétegekben a felhők képződését, és részben szétoszlatja az Atlanti-óceán felől érkező felhők egy részét is. Ha pedig mégis eleredne az eső, az nem ivódik be a talajba, hanem azonnal távozik a csatornahálózaton keresztül.
A városok növekedése azt eredményezte, hogy a legtöbb meteorológiai mérőállomás a városok belterületén található, ahol magasabb a hőmérséklet, mint a szabad természetben (5. ábra). A városokban jóval magasabb hőmérsékletet mérnek, mint a kevésbé sűrűn lakott vidékeken, ami a globális átlagértékeket meghamisítja, és felfelé módosítja. Ennek hatására téves kép alakulhat ki arról, hogy az egész bolygóra kiterjedő felmelegedésről van szó. A frankfurti mérőállomás 115 évvel ezelőtt egy erdészeti épületnél állt, ma e hely közvetlen szomszédságában a frankfurti repülőtér aszfaltozott leszállópályája található. De nem kell mindig nagy forgalmú reptérnek lennie.
A kellő nedvességtartalmú, gazdag növényzettel benőtt talaj képes lenne a környezetet hűteni
Olykor a meteorológusok hőmérői egy forró levegőt okádó klímaberendezés vagy egyéb hőforrások közelében helyezkednek el. Jena belvárosában az elmúlt 30 esztendőben az átlaghőmérséklet jóval nagyobb mértékben emelkedett, mint az 50 km-re fekvő, vidéki Dachwig településen. A Berlin központjában elterülő Alexanderplatzon az 1951 és 1980 között mért átlagos hőmérséklet 1,82 Celsius-fokkal magasabb volt, mint a Berlin környékén (60 km) található Neuruppinban. Ezt a jelenséget számos meteorológus leírta az utóbbi években.
A műszaki felületek éjjel-nappal kommunikálnak környezetükkel, a levegővel. Nappal napfény éri őket, ami hővé alakul, ezt pedig leadják a levegőnek. Éjjel ezek a műszaki felületek erőteljesen lehűlnek, felhőtlen ég esetén többnyire hidegebbek, mint környezetük, aminek hatására bepárásodnak. Ez a jelenség főként a kis tömegű tárgyak, pl. fémtáblák, burkolatok, napelemek, klímaberendezések kültéri egységei, hőszivattyúk stb. felületén zajlik le. A környező levegő még megmaradt, alacsony páratartalma ezeken a felületeken lecsapódik, majd szépen lecsurog, és elfolyik a csatornán keresztül.
A kiszáradt talaj felülete megkeményedik, és vízzáró rétegként működik, nem képes elnyelni a lehulló csapadékot, így az elfolyik a patakokba és folyókba. Ez hosszú távon az adott régióban jelentős szárazságot okoz. Az a víz, ami nem párolog el, nem képes a környezetet hűteni sem, és a víz, amely nem képes beivódni a talajba, nem fogja feltölteni a talajvízkészleteket sem. A csatornába és a természetes folyóvizekbe jutó csapadékvíz pedig néhány napon belül a tengerben van. A kellő nedvességtartalmú, gazdag növényzettel benőtt talaj képes lenne a környezetet hűteni, és kiegyenlíteni a légkör melegedését.
Forrás: Raum&Zeit
A szerző
Prof. dr. Klaus-Dieter Döhler, természettudós és hormonkutató. Németországban és az USA-ban kémiát tanult. 13 éven át a Max Planck Intézetben (Németországban ez a tudományos akadémia megfelelője – A fordító megjegyzése.), a Hannoveri Orvosegyetemen és a Los Angelesi University of Californián dolgozott kutatóként. 1999-ben alapította a tulajdonában lévő Curatis Pharma GmbH nevű céget, amely sürgősségi esetekben használt gyógyszerek gyártására szakosodott. A rendkívül sokféle érdeklődésű tudós egy ideje intenzíven foglalkozik a klímaváltozással és az energetikai trendekkel.
A jellemzően érzelmi alapú, tudományosan megalapozatlan, a szén-dioxid ellen folytatott sajtókampány láttán attól tart, hogy a médiumok és a politika maga alá gyűri a tudomány függetlenségét. Egyre több kutató fordul szembe azzal az állítólag általánosan elfogadott nézettel, miszerint a jelenleg megfigyelhető klímaváltozást a fosszilis energiahordozók okozzák. Független tudósként részletesen tanulmányozta a témában publikált tudományos irodalmat. Professzor Döhler egyetlen pártnak sem tagja, és kutatásait is saját költségén végzi. Az elmúlt években három nyílt levélben és számos tudományos referátum formájában konfrontálta a német klímaügyi kormányzat tagjait, Angela Merkelt, valamint számos párt képviselőjét kutatási eredményeivel.
Főkép: Adobe Stock
