KeressenesKovessenminketaFacebookonesaLinkedInoldalunkon!

Honlap:www.lenergia.hu

III. évfolyam9-10.szám2017.szeptember-október

LENERGIA...hogyelmenylegyenaz(L)energia!...hogyelmenylegyenaz(L)energia!

LENERGIA

III.évfolyam9-10.szám2017.szeptember-október

Kiadja:LENERGEnergiaU� gynoksegMernokiesTanacsadoNonpro�itKft.

Szekhely:4032Debrecen,Egyetemter1.

Felelőskiadó:VamosiGaborFelelősszerkesztő:KuruczAttila

Társszerkesztő:BulcsuLaszlo(Hajdu-BiharMegyeiO� nkormanyzat)Kontakt:info@lenergia.hu

2015. JÚLIUS

2

j I I I . é v f o l y a m 9 - 1 0 .

s z á m

2017. OKTÓBER-NOVEMBER

LENERGIA a LENERG Energia Ügynökség Nonprofit Kft. havonta megjelenő hírlevele

TARTALOM

Projekt megvalósítás .............................................................................. 3

Partner találkozó Brüsszelben ........................................................... 3

ESCO finanszírozás és turizmus fejlesztés ................................... 4

Azé lesz a világ, aki megtanulja tárolni az energiát .................. 5

Drágulhatnak a napelemek.................................................................. 7

Kína betiltaná a benzines és a dízeles autókat ............................ 7

A legbonyolultabb emberi építmény .............................................. 8

Képzés ......................................................................................................... 19

I I I . é v f o l y a m 9 - 1 0 . s z á m

2 0 1 7 . S Z E P T E M B E R - O K T Ó B E R

2015. JÚLIUS

3

j I I I . é v f o l y a m 9 - 1 0 .

s z á m

2017. OKTÓBER-NOVEMBER

LENERGIA a LENERG Energia Ügynökség Nonprofit Kft. havonta megjelenő hírlevele

Zajlik az Önkormányzati épületek energetikai korszerűsítése című TOP-3.2.1.-15-

HB1 kódszámú pályázati konstrukcióban nyertes projektek megvalósítása.

Elkészültek a műszaki tervek; megvalósultak az első mérföldkő célkitűzései a LENERG

által előkészített projektek legtöbbjénél (néhány projekt esetében a támogatói döntés

későbbi dátuma miatt jelenleg még a tart tervezési munka). A megvalósítás következő

szakasza a közbeszerzés lefolytatása. Az

eljárást lefolytató szakértők kiválasztása

után, átadásra kerültek a szükséges

dokumentumok. A jellemzően meghívásos

eljárások eredménye nyomán heteken belül

elkezdődhet szerződéskötés a kivitelezésre

vonatkozóan.

Nemzetközi partner találkozón vett részt irodánk munkatársa Brüsszelben.

Ügynökségünk tagja az

Intelligens Szakosodási

Stratégiák ENERGIA

partnerségek (S3 Energy

Partnerships) közül a

Fenntartható Épületek

nemzetközi partnerségnek,

ezáltal kollégánknak lehetősége nyílt részt venni, egy rendhagyó és produktív,

Innovation Camp elnevezésű rendezvényen, mely október 11 és 12 között került

megrendezésre Brüsszelben. Az esemény célja volt, hogy a résztvevők közösen

válaszokat, megoldásokat találjanak az általuk előre meghatározott kihívásokra,

amelyekkel az S3 Energy nemzetközi partnerségek jelenleg szembesülnek. Ezek a

kihívások magukba foglalják a civil társadalom interregionális intézkedésekben való

részvételének ösztönzését, új innovatív pénzügyi eszközök létrehozását, valamint az

épületek rehabilitációs beruházásainak népszerűsítését.

Nem tradicionális rendezvény lévén, az Innovation Camp módszer interaktív módon, a

meghívottak közötti aktív együttműködésen és ötletelésen alapul, annak érdekében, hogy

megbirkózzanak az általuk előre meghatározott kihívásokkal. A csoportok munkáját

szakmai vezetők segítették a tábor során. A rendezvény előrehaladtával a szereplők

meghatározták a szükséges lépéseket és intézkedéseket, és megtervezték ezen

tevékenységek tesztelési, megvalósítási folyamatait.

A második napon a résztvevők bemutatták ötleteiket, megoldásaikat vagy

prototípusaikat. A továbbiakban a legjobb ötleteket a kihívások tulajdonosai, azaz a

partnerségek vezetői támogatják, és a rendezvényen részt vevő, az ötletek fejlesztésében

aktívan közreműködő partnerekkel együtt próbálják megvalósítani.

PROJEKT

MEGVALÓSÍTÁS

PARTNERTALÁLKOZÓ

BRÜSSZELBEN

HÍREK

PROJEKT

LENERG

LENERG

2015. JÚLIUS

4

j I I I . é v f o l y a m 9 - 1 0 .

s z á m

2017. OKTÓBER-NOVEMBER

LENERGIA a LENERG Energia Ügynökség Nonprofit Kft. havonta megjelenő hírlevele

ESCO finanszírozás és a hazai turizmus támogatásának témájában került megrendezésre a LENERG októberi rendezvénye.

Mintegy tizenöt érdeklődő képviselő részvételével nagy sikerrel tartottuk meg a

napokban az első, termál- és gyógyfürdők korszerűsítésére biztosítható ESCO

finanszírozással kapcsolatos régiós Infónapunkat, melyet közösen szerveztünk a Termál-

Egészségipari Klaszter Egyesülettel. Az infónap célja volt, hogy a hazai gyógy- és

termálfürdők energetikai korszerűsítésének, fejlesztésének, gazdaságosabb

üzemeltetésének finanszírozására adjon tájékoztatást. Vámosi Gábor, a LENERG

Energiaügynökség Nonprofit Kft. igazgatója tartott előadást és Gurzó Andrea a Termál-

Egészségipari Klaszter Egyesület klasztermenedzsere szervezőként és házigazdaként

vezette a kerekasztalbeszélgetést.

A rendezvényen a helyi önkormányzatok képviselői, polgármesterek, illetve a gyógy- és

termálfürdők üzemeltetői vettek részt. Vámosi Gábor, a LENERG Energiaügynökség

Nonprofit Kft., mint Kelet-Magyarország első ESCO cégének igazgatója a bemutatkozást

követően röviden összefoglalta a fürdőket érintő legfontosabb üzemeltetési feladatokat:

- Költséghatékonyság, költségoptimalizálás

- Energiahatékonyság

- Fenntarthatóság biztosítása

- Környezeti terhelések csökkentése

- Alternatív, megújuló energiák alkalmazása

- Fogyasztás ellenőrzése

- Energiamegtakarítások megőrzése

- Nyitottság az új technológiák felé

A rendezvény keretében bemutatásra kerültek az alkalmazható technológiák, melyekkel

jelentős energiamegtakarítás érhető el:

Napelemes rendszerek (a Napban található fény elnyelésével állít elő villamos energiát,

melyet napelem inverter alakít át egyenáramból a háztartási készülékek számára is

használható váltóárammá), nagyságrendekkel csökkenti, vagy kiváltja a villamosenergia

fogyasztást, példaként egy 30 kW-os napelem rendszer kb. 1.500.000 Ft megtakarítást

termel egy évben.

Napkollektoros rendszerek (a Nap hőjét gyűjti össze, s segítségével a rendszerében

található vizet melegíti fel.) A napkollektoros rendszerek magas hatásfokkal

alkalmazhatók uszodák, strandfürdők, wellness létesítmények medencéinek a fűtésére.

ESCO FINANSZÍROZÁS

ÉS TURIZMUS

FEJLESZTÉS

HÍREK

RENDEZVÉNY

2015. JÚLIUS

5

j I I I . é v f o l y a m 9 - 1 0 .

s z á m

2017. OKTÓBER-NOVEMBER

LENERGIA a LENERG Energia Ügynökség Nonprofit Kft. havonta megjelenő hírlevele

Geotermális energia: a fürdők nagy mennyiségű termálvizet használnak fel, azonban az

elfolyó termálvíz hőenergiájának tárolására és hasznosítására sokszor nincs lehetőség. A

hőszivattyú, illetve hőcserélők beépítésével, az elhasznált termálvíz hője kinyerhető, így

az fürdő épületének a fűtése megoldódik.

Új program és hatalmas pénz a turizmusnak

A gyógy- és termálfürdői szolgáltatások szinte minden esetben szorosan kapcsolódnak

valamilyen turisztikai létesítményhez, szálláshelyhez, vendéglátóipari egységhez. A

rendezvény résztvevőinek Vámosi Gábor igazgató tájékoztatást adott a legújabb, 2030-ig

tartó, 300 milliárd forintos Kisfaludy szállásfejlesztési konstrukcióról, melynek egyik

legfontosabb célja a turizmus jövedelemtermelő képességének erősítése, azaz a külföldi

turisták tartózkodási idejének meghosszabbítása és költésük növelése.

A tervek szerint az eddigi legnagyobb fejlesztési programmal mintegy 2000 szálláshely,

30 ezer szoba újulhat meg és ötezer új munkahely jöhet létre. A támogatásból a beruházás

összértékének átlagosan 50 százaléka finanszírozható. A fejlesztéseket belföldi forrásból

finanszírozzák, a vissza nem térítendő állami támogatás 150 milliárd forint.

- mintegy 2000 szálláshelyen

- 30 ezer szobát újíthatnak fel

- 5000 új munkahely jöhet létre

- 20% árbevétel-növekedést érhető el

- 300 milliárd forintos keretösszeg

A konstrukció célja a turisztikai vonzerőkhöz kapcsolódó szálláshelyek és azok

közelében található kereskedelmi szálláshelyek általános minőségének és szolgáltatási

színvonalának emelése, kapacitásának bővítése, a szálláshely működéséből származó

árbevételek által a nyereség és a fenntarthatóság növelése.

A pályázat gyakorlatilag komplex módon támogatja a hazai panziók szálláshely-, illetve

szolgáltatásfejlesztési tevékenységét az építési munkálatoktól és energiamegtakarítási,

infrastrukturális fejlesztésektől egészen a szükséges eszközök beszerzéséig. A támogatás

mértéke jelentős mind összegben, mint támogatási intenzitásban - ezzel egyedülálló

lehetőséget teremt a célcsoport számára.

A Roland Berger legújabb tanulmánya az energiaraktár rendszerek szükségességét

mutatja be a megújuló energiaforrásokból származó energiaellátás biztosításához.

A tanácsadó cég jelentős kapacitásbővítésre és az árak csökkenésére számít 2030-ig.

Annak ellenére, hogy energiaraktárak már több mint száz éve működnek, mostanra

válnak az energia-ellátási rendszer kritikus tényezőjévé. Szerepük egyre inkább

meghatározó az energia iránti kereslet és kínálat kiegyensúlyozásában. Komoly

tényezőt és üzleti lehetőséget jelentenek a közmű vállalatok számára. Nekik ugyanis

minden esélyük megvan, hogy kihasználják jó pozíciójukat: jelenleg nincs megbízhatóbb

és hatékonyabb megoldás az energia raktározására a közműveknél. A Roland Berger

legújabb, Üzleti modellek az energiaraktárak piacán című tanulmánya bemutatja, hogy az

energiaraktárak az energiaátvitel létfontosságú elemei lesznek, mert képesek

összehangolni az időszakos szél- és napenergiából származó ingadozó kínálatot a

különböző keresleti igényekkel. „Számos energiaraktár-technológia található már a

piacon a nagy, hidraulikus-pumpás rendszerektől kezdve a kisebb otthoni akkumulátoros

megoldásokig. Ma már az elektromos áram átalakítása később használatos gázzá vagy

AZÉ LESZ A VILÁG, AKI

MEGTANULJA TÁROLNI

AZ ENERGIÁT

HÍREK

ERGIAIPAR

2015. JÚLIUS

6

j I I I . é v f o l y a m 9 - 1 0 .

s z á m

2017. OKTÓBER-NOVEMBER

LENERGIA a LENERG Energia Ügynökség Nonprofit Kft. havonta megjelenő hírlevele

üzemanyaggá is megvalósítható” – magyarázta Schannen Frigyes, a Roland Berger

magyarországi ügyvezetője. „Ezen technológiák azonban még fejletlenek és

költségigényük hátráltatja fejlesztésüket, de a költségek gyors csökkenése várható. Csak

ezek után lehet majd megítélni, hogy melyik üzleti modell lesz működőképes a valós

gazdasági helyzetben.” A tanulmány azt is bemutatja, hogy az energiaraktárak használata

széles alkalmazási lehetőséget kínál. A raktározási időszak néhány milliszekundumtól

egész évszakokig terjedhet, a felhasználók köre pedig az értéklánc összes szereplőjét

lefedi. A hálózat-üzemeltetők azért használják a tárolókat, hogy egyensúlyban tartsák a

rendszerüket és megelőzzék az áramszüneteket. A nap- és szélenergia-ellátóknak a

felesleges erőforrás-előállítás kiküszöbölésében lehetnek segítségükre az

energiaraktárak, míg az energia-kereskedőknek a kínálat és kereslet kiegyensúlyozása,

valamint az árkülönbségek kihasználása miatt van szükségük raktárakra. Még a

fogyasztók is hasznát vehetik a raktáraknak, amikor esténként az otthonukban szeretnék

élvezni a napenergia által termelt elektromosságot. Ugyanakkor nem létezik egyfajta

raktármegoldás az összes felmerülő igény kiszolgálásra. Van olyan helyzet, amikor az

akkumulátoros technológia a legjobb

megoldás, míg más

esetekben a

szélkerekek, az

áramból-gáz

kapcsolat vagy a

hidraulikus-

pumpa lehet

releváns. Míg a raktározási technológiák és a raktárak alkalmazási lehetőségei ismertek,

addig a telepítésük, szabályozásuk vagy a hozzájuk illeszkedő üzleti modellek még mindig

tisztázatlanok

Jelentős áremelkedést idézhetnek elő az európai piacon a kínai napelemekre az

Európai Bizottság által bevezetni tervezett minimum importárak - vélik az európai

napenergia iparág képviselői.

A lépés szerintük 30 százalék körüli drágulást okozhat az árakban, hatalmas negatív

hatást gyakorolva az iparágra és a napenergia felhasználásának terjedésére. Az Európai

Bizottság javaslata egy új, úgynevezett minimum importárat (MIP) vezetne be a

fotovoltaikus napelem-cellákra és panelekre, a tervet azonban a tagállamok kereskedelmi

szakértőinek többsége szintén ellenzi - ahogyan az egy múlt heti bizottsági ülésen

kiderült. A SolarPower Europe iparági szervezet szerint a javaslatnak nincs

támogatottsága az ágazatban. A MIP becsléseik szerint mintegy 30 százalékkal emelné a

napelemek árát napjaink piaci árszintje fölé. A minimális importár szerintük nem csupán

az európai napenergia iparban tevékenykedő társaságoknak fog fájni, de a fogyasztói

költségeket is emelik - egyéni, kormányzati és európai közösségi szinten is. „Súlyosan

aggályaink vannak az új minimum importár európai napenergia iparra várható hatásait

illetően. A piaciakat jelentősen meghaladó árak nyilvánvalóan ártanak a telepítéseknek.

Ez az intézkedés éppen az ellenkezője annak, mint amire a költséghatékony

energiaátmenet érdekében szükség lenne”- fogalmazott James Watson, a SolarPower

Europe vezérigazgatója. A The Guardian bizottsági forrásra hivatkozva azt írta, a tervek

szerint később fokozatosan mérséklik a tarifákat, a világpiaci árakhoz közelítve azokat.

Közben azonban a piaci árak csökkennek, a SolarPower Europe szerint pedig a lépés

A c

ikk

fo

rr

ás

a:

ww

w.a

lte

rn

ati

ve

ne

rg

ia.h

u

HÍREK

ENERGIAPOLITIKA

DRÁGULHATNAK A

NAPELEMEK

2015. JÚLIUS

7

j I I I . é v f o l y a m 9 - 1 0 .

s z á m

2017. OKTÓBER-NOVEMBER

LENERGIA a LENERG Energia Ügynökség Nonprofit Kft. havonta megjelenő hírlevele

bevezetése egy háztartási kiserőmű telepítése esetén is körülbelül 500 euróval emelné

a költségeket. Mindez - a MIP későbbi, fokozatos leépítésére tett ígérettel együtt - számos

beruházást tervezőt kivárásra késztethet. A német SolarWorld szerint az Európai

Bizottság tervei nagy pofont jelentenek a feldolgozóiparnak. A társaság sokkolónak

nevezte a meghatározott minimum árszintet, és közölte, amellett, hogy megítélése szerint

a dömpingellenes szabályozással sincs összhangban, a tervezet ráadásul jogszerűtlen is

megítélése szerint. A napenergia felhasználásának

terjedését az is lassíthatja, hogy Donald

Trump, az Egyesült Államok elnöke 99

százalékos eséllyel ugyancsak

importtarifákat vet ki a kínai

napelemekre még január előtt. Az EU

először 2013-ban vetett ki

importtarifákat a fotovoltaikus

panelekre, miután a gyanú

szerint a kínai termékeket

előállítási költségnél

alacsonyabb áron hozták

kiskereskedelmi

forgalomba.

Kínának annyira elege van a környezetszennyezésből, hogy a kormány azt tervezi,

betiltja a robbanómotoros autók gyártását és értékesítését - írja az MTI.

Hszin Kuo-pin ipari és információtechnológiai miniszterhelyettes a hét végén egy

autóipari tanácskozáson jelentette be, hogy megkezdték a felméréséket, és az érintett

hivatalokkal együttműködve határozzák meg a benzin és dízel üzemű új autók

gyártásának és értékesítésének kivezetését meghatározó menetrendet. A

miniszterhelyettes azt még nem mondta meg, hogy meddig engednék a pöfögő autókat,

de azt mondta, hogy

"az ágazat

fejlődését nagyban

meghatározó"

változások a közel

jövőben lépnek

életbe. Kína ezzel a

döntéssel

csatlakozott olyan

országokhoz, mint

például Nagy-

Britannia és

Franciaország,

amelyek ugyancsak

megtiltják a

hagyományos üzemanyaggal működő járművek gyártását és eladását, hogy így is

csökkentsék az üvegházhatású gázok kibocsátását és a légszennyezettséget. A két európai

KÍNA BETILTANÁ A

BENZINES ÉS DÍZELES

AUTÓKAT

HÍREK

ENERGIAPOLITIKA

A c

ikk

fo

rr

ás

a:

ww

w.p

or

tfo

lio

.hu

2015. JÚLIUS

8

j I I I . é v f o l y a m 9 - 1 0 .

s z á m

2017. OKTÓBER-NOVEMBER

LENERGIA a LENERG Energia Ügynökség Nonprofit Kft. havonta megjelenő hírlevele

ország céldátuma 2040, Kína viszont egyes elemzők szerint ennél előbb, a nagyobb

városokból akár már 2030-ra kitilthatja a benzines és dízeles autókat. A kínai kormány

nem túloz abban, hogy a döntése meghatározza majd az egész járműipar fejlődését, mert

Kína a világ legnagyobb autópiaca. Tavaly 28 millió új autót adtak el az országban, 14

százalékkal többet, mint az előző évben. Ezeknek még csak egy nagyon kis része volt

hibrid meghajtású vagy elektromos autó, előbbiből 507 ezret, utóbbiból 409 ezret adtak

el. A kereslet viszont egyre nő, mindkét típusból több mint 50 százalékkal többet vettek

tavaly, mint egy évvel korábban. A kormány is eléggé támogatja az ilyen autók gyártását

és vásárlását, nagyrészt a Kína bizonyos részein, például Pekingben már elviselhetetlen

szmoghelyzet miatt. 2020-ig 12 ezer elektromos töltőállomást fognak például építeni,

addigra már a kormány számítása szerint 5 millió elektromos és hibrid autó lesz az

országban. Kína azt vállalta, hogy az egységnyi GDP-re jutó szén-dioxid-kibocsátás 2005-

ben mért szintjét 60-65 százalékkal csökkenti 2030-ra, és a nem fosszilis eredetű

energia teljes fogyasztáson belüli arányát 20 százalékra növeli.

2050-re indulhat be az első áramot termelő fúziós erőmű, ami tisztább,

biztonságosabb versenytársa lehet a mai atomerőműveknek. A nemzetközi

összefogásból a csillebérci fizikusok és mérnökök is jócskán kiveszik a részüket,

velük beszélgettünk arról, hogy hol tart most a kutatás, fejlesztés, milyen

akadályokat kell legyőzni a plazma igába hajtásához.

Az utóbbi években egyre többet hallani magfúziós energiával kapcsolatos kutatásokról,

plazmával üzemelő erőművek építéséről, pár havonta érkeznek ilyen-olyan hírek,

hogy mekkora előrelépések történtek a jövő tiszta és biztonságos energiaforrásának

kiaknázása terén, így aki kicsit is érdeklődik az energetika iránt, akár azt is gondolhatná,

hogy már a napelemes garázskapun dörömböl az olajlobbit és a Roszatomot kenterbe

verő, örök életet és ingyen villanyt ígérő új technológia. Amikor a MTA Wigner Fizikai

Kutatóközpont fiatal tudósai meghívtak, hogy nézzünk körbe a csillebérci kampuszon

lévő laborjaikban, ahol különféle fúziós energiával kapcsolatos problémák megoldásán

dolgoznak, örömmel mondtunk igent, mivel szerettük volna saját szemünkkel látni,

milyen is az, amikor az anyagok negyedik halmazállapotával bűvészkednek a fizikusok.

A csaknem egész naposra nyúló látogatás során a Részecske- és Magfizikai Intézet

Plazmafizikai Osztály három fiatal kutatójával beszélgettünk. A szót leginkább Réfy

Dániel fizikus, a Nyalábemissziós Spektroszkópia Csoport fiatal kutatója vitte, akitől

A c

ikk

fo

rr

ás

a:

ww

w.i

nd

ex

.hu

A LEGBONYOLULTABB

DOLOG LESZ, AMIT

VALAHA EMBER ÉPÍTETT

HÍREK

TUDOMÁNY

2015. JÚLIUS

9

j I I I . é v f o l y a m 9 - 1 0 .

s z á m

2017. OKTÓBER-NOVEMBER

LENERGIA a LENERG Energia Ügynökség Nonprofit Kft. havonta megjelenő hírlevele

alapos áttekintést kaptunk a fúziós kutatások hátteréről, jelenlegi állásáról. Mellette jó

néhány specifikus részletről Szabolics Tamás szoftverfejlesztő mérnök, a Pellet és

Videodiagnosztika Csoport tagja és Palánkai Miklós gépészmérnök, az ITER és Fúziós

Diagnosztika Fejlesztések Kutatócsoport tagja, főmérnöke adott tájékoztatást. Az

alábbiakban az általuk elmondottak foglaljuk össze, készüljenek, hosszú, nagy ívű utazás

lesz a kályhától a csillagok belsejéig.

Mielőtt belevágnánk, fussuk át a legutóbbi fúziós hírt, ami szerint szeptember közepén

újra beindították a Wendelstein 7-X névre hallgató sztellarátort, ahol 2015-ben, az első

üzemreinstallálták a magyar kutatók az általuk kifejlesztett videódiagnosztika

rendszert, ami az egyik legfontosabb diagnosztika ott most is. Ezen kívül a nyáron a

nyalábemissziós spektroszkópiás kutatók is installáltak egy új műszert, úgyhogy most

már két magyar diagnosztika működik a greifswaldi berendezésben. (Ha esetleg ebből a

bekezdésből nem sokat értett, ne ijedjen meg, a továbbiakban mindent elmagyarázunk.)

Az alábbi, pár napja publikált különleges videót a magyar kamerarendszer rögzítette a W

7-X belsejében, ilyesmit nem láttunk még eddig:

https://www.youtube.com/watch?v=Gtf-1JibORg

Mit látunk? Egyrészt 50 000 fps-sel készült Photron és lassabb EDICAM felvételeket, amik

a plazmakisülést mutatják a Wendelstein 7-X-ben. A plazma szélén úgynevezett

filamentumok jönnek ki, mialatt a plazma hideg széle világít az elektromágneses sugárzás

látható tartományában – mármint a hideg úgy értendő, hogy csak néhány tízezer Celsius-

fokos, miközben a plazma belseje meg mondjuk tízmillió fokos. De mivel az már nem

látható tartományban sugároz, a széle, ami relatíve hideg, az látható a felvételeken, és az,

hogy érdekes, korábban ilyen részletességgel még nem látott plazmaszálak nőnek ki

belőle. Ez teljesen meglepte a kutatókat, hogy ilyen nagy filamentumok vannak jelen

plazmakisüléskor, hasonlóak a Nap felszínén megfigyelt flerekhez. Mindez a magyar

fejlesztésű EDICAM kamerával láthatóvá vált, de azt még nem értik pontosan, hogy mi áll

a jelenség mögött.

Látunk Photron kamerával felvett részleteket is (az ultranagy sebességű kamera képes

másodpercenként egymillió képkockát is rögzíteni), amik néhány százezred

másodpercnyi történést mutatnak (a zajosabb, pixeles esetek). A videó végén például az

látható, ahogy kezd összeomlani a plazma lassan. A Wendelstein 7-X-ben összesen pár

másodpercig tart jelenleg egy plazmakisülés, ami a videón látható ez ennek a töredéke.

De hogyan jutottunk el idáig, hogy rejtélyes filamentumokat szemlélünk egy furcsa nevű

szerkezetben, abban bízva, hogy még a mi életünkben sikerül kielégíteni az emberiség

energiaéhségét? A központi kérdéskör a magfúzió-kutatás és fenntartható fejlődés

kapcsolata körül gomolyog. Miről is van szó? Arról, hogy szeretnénk úgy energiát

termelni, ahogyan a Nap is teszi. Ez az az energiatermelési típus, aminek az a nagy

előnye, hogy nincs hátránya – mármint azon kívül, hogy még nem működik. Végtelen az

üzemanyag-tartaléka – emberi léptékkel mérve –, és nem kíséri káros, üvegházhatást

okozó gázkibocsátás. Keletkezik ugyan radioaktív hulladék, de annyira kis aktivitású,

meg rövid felezési idejű, hogy az lényegesen jobban kezelhető, mint a jelenlegi

atomerőművek esetében.

Tény, hogy egyre több ember él a Földön, és az egy főre eső villamosenergia-fogyasztás is

nő. Másfelől az átlagos GDP is nő, az energiafogyasztás pedig arányos a GDP

növekedésével, látjuk, hogy ezek a jóléti mérőszámok korrelálnak egymással. Az

emberiség azon az úton jár, hogy egyre több energiát akar használni, és az energetikának

nem feladata ezt megkérdőjelezni vagy filozófiai kérdésekbe bonyolódni – az

2015. JÚLIUS

10

j I I I . é v f o l y a m 9 - 1 0 .

s z á m

2017. OKTÓBER-NOVEMBER

LENERGIA a LENERG Energia Ügynökség Nonprofit Kft. havonta megjelenő hírlevele

energetikának az a feladata, hogy ezt az igényt kielégítse. A kérdés az, hogyan lehet

energiát termelni. Nos, a baj az, hogy energiát sehogy sem lehet "termelni". Az energiát

csak átalakítani lehet. Az energiamegmaradás törvényének egyik alakja úgy szól, hogy

bármilyen gép, ami energiát ad le, az valaminek csökkenti az energiáját.

Mit szoktunk megcsapolni? Alapvetően a következő négy forrást tudjuk elég jó

hatékonysággal kiaknázni: a víz, a szél, a fosszilis és a nukleáris energiahordozók

energiáját. A víz esetében a lezúduló víz helyzeti energiáját, a szélnek a mozgási energiáját

használjuk fel turbinák meghajtására. A fosszilisaknál a kémiai kötési energiákkal

játszunk: a szénhidrogének kezdeti kötési energiái magasabb szinten vannak, mint az

elégetésük során keletkező égéstermékek – a szén-dioxid, a víz – kötési energiái, a

különbséggel kályhát lehet fűteni, vagy fosszilis hőerőművet.

A nukleáris erőművekkel az atommagban rejlő energiát próbáljuk megcsapolni, és

ebben két út áll előttünk: a maghasadás és a magfúzió. Aki tanult középiskolában kémiát,

fizikát, tudhatja, hogy a hidrogéntől az uránig terjed azon elemek sora, amik többé-

kevésbé stabilak és megtalálhatók a természetben, a periódusos rendszerben az összes

többi – transzurán – elemnek olyan rövid a felezési ideje, hogy 13,8 milliárd év alatt,

amióta vagyunk (az univerzum és benne mi, az emberek), elfogytak. A természetben

föllelhető elemek közül a vas a legstabilabb, elvileg minden, ami nála kevésbé stabil, annak

atommagjában lévő energiát a mag átalakításával tudjuk hasznosítani.

Ennek egyik útja az, hogy ha maghasadást idézünk elő: ha van egy nagy stabil

atommagunk, és egy neutront hozzáadunk, akkor nagyobb, de instabil lesz, aminek

következtében kettéhasad, az atommagot alkotó részecskék közti kötési energia

felszabadul. A szabaddá váló neutronok további maghasadásokat idéznek elő,

láncreakció jön létre, aminek szabályozásával folyamatos energia nyerhető, ezen az elven

működnek az atomerőművek. Kiemelkedően nagy előnye az atomenergiának, hogy óriási

az energiasűrűsége, tehát az az energia, amit egy darab atommagból ki lehet nyerni, az

sokmilliószor több, mint mondjuk amit egy szénatom elégetéséből kapunk. Ebből

következik, hogy nagyságrendekkel kevesebb üzemanyagra is van szükség. Hogy az

arányt érzékeltessük, vegyünk egy 1 gigawattos szénerőművet, aminek egy millió (1

000 000) tonna szénre van szüksége évente, vele szemben egy 1 gigawattos

atomerőműnek tíz (10) tonna üzemanyag kell évente. Ekkora mennyiséget jóval

egyszerűbb tárolni is.

Az összes politikai kérdést messziről elkerülve mondhatjuk, hogy az atomerőművek

működnek, a maghasadás alapvetően tiszta és fenntartható energiaforrás, noha

kétségkívül vannak vele tagadhatatlan problémák is. Az egyik ilyen keveset emlegetett,

de nagy probléma, hogy az urán, abban a tempóban, ahogy most használjuk, pár száz éven

belül el fog fogyni – csakúgy mint a fosszilis energiahordozók. Akárhogyan is nézzük,

rövid távon minden nem megújuló energiaforrás kimerül.

A másik út a nukleáris energiatermelésben az, hogy könnyű és kicsi atommagokat

egyesítünk – erről szól a magfúzió. A kutatók a Földön a deutérium–trícium fúziót

szeretnék megvalósítani, azért, mert ezt a legegyszerűbb. Van sok másfajta fúziós reakció

is, például a Nap is máshogy működik – a csillagokban proton-proton fúzió, meg szén–

nitrogén–oxigén-ciklus zajlik – de míg a Napnak van több százmillió meg milliárd éve erre,

az emberiségnek nincs. A deutérium–trícium fúzió mellett szól, hogy ezt a legegyszerűbb

megvalósítani földi körülmények között.

2015. JÚLIUS

11

j I I I . é v f o l y a m 9 - 1 0 .

s z á m

2017. OKTÓBER-NOVEMBER

LENERGIA a LENERG Energia Ügynökség Nonprofit Kft. havonta megjelenő hírlevele

Mi a deutérium–trícium fúzió alapja? A hidrogén (1H), a deutérium (2H, D) és a trícium

(3H, T) a hidrogén három természetben előforduló izotópja, kémiailag mind hidrogén, de

míg a hidrogénatom magja csak egyetlen protont tartalmaz, addig a deutériumé egy

protont és egy neutront, a tríciumé meg egy protont és két neutront.

Ha egy deutérium- és egy tríciumatommag találkozik és létrejön a fúzió, akkor az

egyesülés során egy héliumatommag és egy neutron keletkezik energia felszabadulása

mellett. Ez a recept, amit szeretnének fölhasználni a fúziós erőművekben. Miért

gondolják azt a fizikusok, hogy ez működhet? Mert a csillagok tudják, csak föl kell nézni

az égre és látható, hogy ez egy működő energiatermelési koncepció, csak le kellene hozni

a Földre. Magfúziós reaktort többféleképpen is meg lehet csinálni. A Nap például egy

gravitációs meghajtású fúziós reaktor, ami úgy működik, hogy van egy hatalmas

gázgömb, ami folyamatosan roskad össze a gravitáció miatt, és a közepén olyan nagy a

hőmérséklet és a sűrűség, hogy beindul a fúzió. Ez energiafelszabadulással jár, ami

robbantja szét a csillagot – ha a két erő, a gravitáció és az ellene ható szétvető erő,

egyensúlyba kerül, akkor lesz egy szép meleget adó, világító gömb az égen. Gyakorlatilag

így működnek a csillagok, de itt a Földön nincs annyi hely, hogy egy ilyet beindítsanak,

ezért másfajta megközelítést kell alkalmazni.

A deutérium és a trícium atommagokban egy-egy proton található, tehát pozitív töltésűek,

elektromosan taszítják egymást, nem akarnak fuzionálni – ezt Coulomb-taszításnak

hívják egyébként. Ahhoz, hogy ezek az atommagok egyesüljenek, át kell lépniük egymás

Coulomb-gátján. (Itt egyébként a kvantummechanikai alagút effektus besegít, nem kell

felmenni a Coulomb-gát tetejéig, igazából már lentebb is át tudnak jutni a nukleonok.) Ha

sikerül ezt megugrani, akkor az egymáshoz préselt atommagok közt hirtelen létrejön a

fúzió, és egy sokkal kedvezőbb energiaállapotba kerülnek, mivel a héliumnak

alacsonyabb a kötési energiája. A két állapot közti energia-különbözet a hélium és a

neutron mozgási energiája formájában távozik. A gát megugrásához meglehetősen

gyorsan kell mozogjanak a deutérium és trícium atommagok, ehhez százmillió Celsius-

fokra kell fölhevíteni a gázt. És minden probléma ebből származik.

2015. JÚLIUS

12

j I I I . é v f o l y a m 9 - 1 0 .

s z á m

2017. OKTÓBER-NOVEMBER

LENERGIA a LENERG Energia Ügynökség Nonprofit Kft. havonta megjelenő hírlevele

Egy százmillió fokos közeget nehéz kezelni, ezért nem működik még fúziós erőmű a

Földön.

Na, de mi is az a plazma, amit a fenti videón is látható? Ismert ugye az anyagok három

alap halmazállapota: a szilárd, a folyékony és a gáz állapot, amik fűtéssel átvihetők

egymásba. Ha elkezdenek hevíteni egy gázt, mi történik? A benne lévő szabad atomok

egyre gyorsabban mozognak, egyre gyakrabban, egyre nagyobbakat ütköznek, és végül,

ha nagyobb az ütközés energiája, mint az elektronok kötés energiája, akkor az atommagok

körül keringő elektronok leszakadnak. Így ebben a halmazállapotban negatív töltésű

elektronok és pozitív töltésű ionok alkotják a kívülről semleges töltést mutató

anyagot, amit ebben az állapotában plazmának hívnak.

Ha egy ilyen

százmillió fokos

anyagot belerakunk

mondjuk egy acél

tartályba, nem

történnek jó dolgok.

Amint érintkezik az

edény falával, az

edény fala

elpárolog, a plazma

meg lehűl – egy jól

működő fúziós

reaktor esetében

viszont a

folyamatosan meleg

plazma, meg egyben

maradt tartály a

kívánatos. Ezt a

kardinális

problémát tehát

valahogy át kell

hidalni. És itt jön a

fizika, hogy megmentse a napot. Tudniillik az elektromosan töltött részecskék mágneses

térbe kerülve a Lorenz-erő hatására elkezdenek rendezetten, a mágneses erővonalak

körül spirál pályán mozogni, míg el nem érik a mágneses tér határát. Ha valahogy olyan

mágneses teret lehetne létrehozni, ami saját farkába harap, akkor a részecskék nem

fognak lelépni róla – ez a mágneses plazmaösszetartás alapgondolata.

Az a terv tehát, hogy a plazmát mágnesesen lebegtetni kell a reaktortérben, hogy ne

érjen hozzá a tartály falához. Ehhez elektromágnesekre van szükség, mivel az állandó

mágnesekkel nem lehet elég erős és megfelelő geometriájú teret előállítani. A lineáris

mágneselrendezéssel – azaz ha csak egymás mellé teszünk sok tekercset – az a gond, hogy

az erőtér végén kilépnek belőle a részecskék. Ezt úgynevezett mágneses

tüköreffektussal lehet csökkenteni, de bizonyos szögek mentén így is nagy a kiszóródási

veszteség, ilyen módon nem lehet gazdaságos energetikai reaktort építeni. Mind a szovjet,

mind az amerikai tudósok előálltak olyan reaktor koncepcióval, amelyben az alap ötlet a

mágneses erőtér önmagába zárása volt, azaz összehajtották a henger két végét. Így

születtek az úgynevezett toroidális mágneses összetartású mágneses berendezések. Az

egyik fajta, jelenleg legelterjedtebb kísérleti szerkezet a tokamak, ami orosz mozaikszó és

2015. JÚLIUS

13

j I I I . é v f o l y a m 9 - 1 0 .

s z á m

2017. OKTÓBER-NOVEMBER

LENERGIA a LENERG Energia Ügynökség Nonprofit Kft. havonta megjelenő hírlevele

annyit tesz, hogy “toroidális kamra mágneses tekercsekkel” (тороидальная камера с

магнитными катушками, toroidalnaja kamera sz magnyitnimi katuskami). Kifejlesztése

a Kurchatov Intézetben dolgozó Igor Jevgenyevics Tamm és Andrej Dimitrijevics Szaharov

nevéhez fűződik. A másik, jóval bonyolultabb felépítésű szerkezet a sztellarátor, amit az

amerikai Lyman Spitzer talált fel 1951-ben. Rendkívül bonyolult geometriája miatt irtó

nehéz megépíteni, mostanában jutottak el odáig a szuperszámítógépek, hogy kellő

számítási kapacitás áll rendelkezésre ezek megtervezéséhez. (Ezért elterjedtebbek a

tokamakok.)

Menjünk kicsit abba bele, hogy mi a különbség a tokamak és a sztellarátor között, túl

azon, hogy az egyik úgy hangzik, mintha valami aranyos szőrmés mókusfaj lenne

Japánban, a másik meg mint egy bolygópusztító szuperfegyver egy hatvanas évekbeli sci-

fiben. A tokamak típusú kísérleti fúziós erőművekben egy fánkszerű vákuumkamrát

vesznek körbe az elektromágneses tekercsek gyűrűi, az így létrehozott mágneses tér

azonban még nem lenne elegendő a stabil plazmaösszetartáshoz, mivel belül erősebb a

mágneses tér, ami töltésszétválást okoz a plazmában. Ennek a kiküszöbölésére meg is kell

tekerni a mágneses teret, aminek az egyik módja, hogy áramot hajtunk a plazmában egy,

a fánk közepébe szúrt tekerccsel, így előáll a kívánatos, saját farkába harapó mágneses

tér szerkezet. Mindezt még úgynevezett vertikális tértekercsekkel is kiegészítik, amikkel

a plazma formáját tudják a kívánt mértékben befolyásolni az egyes kísérletekhez. Ezen

túlmenően van sokfajta kísérleti tokamak-koncepció, eltérő kamraformákkal, eltérő

plazmaalakkal, a laposabb, fánkszerűtől a majdnem teljesen gömb alakúig.

A sztellarátor esetében első ránézésre

föltűnhet, hogy hiányzik a középső,

szolenoid mágneses tekercs,

mivel a tokamaktól eltérő

módon nem a plazmában

hajtott árammal, hanem

furcsa alakú, bonyolult

geometriájú külső

tekercsekkel érik el a kívánt

plazmatekeredést. A

Wendelstein 7-X-nek is

elképesztően bonyolult formájúak az

elektromágnesei, ennek a nyakatekert

térgeometriának a kiszámolásához, megtervezéséhez, lemodellezéséhez és legyártásához

nagyban hozzájárultak az utóbbi idők nagy számítási kapacitású számítógépei. De akár

tokamak, akár sztellarátor típusú fúziós szerkezetről van szó, egyelőre még ott tartanak a

kutatók, hogy szeretnék megérteni, hogy mi, miért történik ezekben, hogy például

mik azok a filamentumok, kicsi struktúrák, amiket a fenti videóban is megfigyelhetünk.

Jelenleg pár másodpercre tudnak létrehozni stabil plazmakisülést, és a kutatások

kardinális része ennek alapos megfigyelése, hogy belelássanak a plazma lelkivilágába.

És részben itt csatlakoznak be a magyarok a nemzetközi fúziósenergia-kutatásokba, de

erről majd később.

Miért jó a fúziós energia? Mert fenntartható, mivel gyakorlatilag korlátlan

mennyiségben áll rendelkezésre hozzá az üzemanyag, legalábbis emberi léptékkel. A

deutérium mindenhol megtalálható a Földön, nagyjából minden háromezredik

vízmolekula tartalmaz deutériumot, azaz félnehézvíz (tehát nem H2O, hanem HDO),

aminek kinyerésére van ipari technológia. A trícium radioaktív, 12,3 év a felezési ideje,

2015. JÚLIUS

14

j I I I . é v f o l y a m 9 - 1 0 .

s z á m

2017. OKTÓBER-NOVEMBER

LENERGIA a LENERG Energia Ügynökség Nonprofit Kft. havonta megjelenő hírlevele

ezért a természetben csak nyomokban található, például az atmoszférában. Ha mindet

összeszednénk a Földön, az pár kilogramm lenne csak, egy működő fúziós reaktornak a

számítások szerint évente körülbelül száz kilogrammra lenne szüksége, egyszóval

tríciumot csinálni kell. Ezt a csinálást tenyésztésnek hívják (angolul: breeding).

Emlékezzünk: a deutérium–trícium-fúzió során neutron is szabadul fel, ha azzal egy lítium

atomot bombázunk, akkor az olyan magreakciót vált ki, aminek eredményeképp egy

hélium és egy trícium mag keletkezik. A lítiumnak két izotópja van, ami erre a

tenyésztésre alkalmas, ezt az eljárást kell tehát kidolgozni, hogy legyen elegendő trícium,

ezen ugyancsak dolgoznak még a kutatók. A lényeg: indirekte a lítium a másik

üzemanyag a deutérium mellett. Ez az alkálifém számos helyen megtalálható a

földkéregben. A számítások szerint egy évre egy 1 gigawattos fúziós erőműblokk – ami

két paksi blokk mondjuk – üzemeltetéséhez körülbelül 100 kilogramm lítium szükséges.

Csak összehasonlításképp: egy Tesla elektromos autóban 540 kilogrammnyi lítium-ion

akkumulátor van – Magyarország éves villamosenergia-szükségletét, ami kb. 5

gigawatt állandó teljesítménnyel fedezhető, egy Tesla autó lítiumaksijából fedezni

lehetne. Ha most a Földön az összes erőművet átállítanánk fúziósra, akkor nagyjából

duplázni kellene a jelenlegi lítium-kitermelést, ami ipari léptékben szintén megoldható,

egyáltalán nem irreális elképzelés.

Miért szerethető még ezen kívül a fúziós energia? A fúziós üzemanyag eloszlása a

Földön nem olyan egyenetlen, mint mondjuk a kőolajé. A háborúk jelentős része a

fosszilis energiahordozók fölötti ellenőrzésért folyik, ha viszont mindenkinek van

birtokában energiahordozó, akkor ezen konfliktusok megszűnnek.

Nincs üvegházhatású gáz kibocsátás sem, és biztonságos is. Ez utóbbi borzasztó

egyszerű, hogy miért: mivel a fúziós folyamat fenntartásához fűteni kell a plazmát, ha

bármi üzemzavar támad, akkor egyszerűen leáll a fúzió, a reaktor nem tud megszaladni.

A pár grammnyi üzemanyag, ami épp a reaktorban kering - merthogy mindössze ennyi

van benne egyszerre -, nem okozna környezeti katasztrófát még akkor se, ha netalán

kijutna valahogy a szabadba. (Ez utóbbihoz amúgy a reaktor összes védőfalának sérülnie

kellene.) Ráadásul a trícium csak kis áthatoló képességű béta sugárzást bocsát ki, így

legfeljebb szupernehéz víz formájában (T2O) közvetlenül belélegezve, lenyelve vagy

bőrön át felszívódva okozhat egészségügyi problémát az emberi szervezetben, de azt is

csak rövid ideig, mert mint a kémiailag azonosnak tekinthető víz, pár napon belül ki is

ürül, nem halmozódik fel a szervezetben. Tehát az elképzelhető legrosszabb baleseti

szcenárió mellett sem jelent veszélyt egy fúziós erőmű üzemanyaga.

Ez mind nagyon szép, de a legnagyobb probléma, hogy egyelőre nem sikerült pozitív

energiamérleget elérni az eddigi kísérletek során. Fúziót most is lehet csinálni, nem ez

a gond. Az a kérdés, hogy nagyobb teljesítmény tud-e kijönni az erőműből, mint amennyit

betáplálnak. Ez a legfontosabb kérdéskör, aminek középpontjában az

energiasokszorosítási tényező (Q) áll, ami a fúziós teljesítmény és a fűtési teljesítmény

hányadosa. Ha ez 1, akkor azt jelenti, hogy a fúziós erőmű annyi energiát termel, mint

amennyit a fűtésébe fektetünk (a plazma fűtésére többféle módszer létezik, leggyakoribb

a betáplált gáz rádiófrekvenciás gerjesztése, körülbelül olyan elven, ahogy a konyhai

mikrohullámú sütőkben melegítjük az ételt). A világrekord eddig az 1997-es JET-es

deutérium–trícium-kampányban volt: Q=0,64, tehát a befektetett energia 64 százaléka

jelent meg fúziós teljesítményben. Az energiatermeléshez, tehát ahhoz, hogy ebből áram

jusson a fogyasztókhoz Q>20 kell. Nem elég a Q=1, mert akkor még csak csordogál. A

reaktorban keletkező hőt ki is kell nyerni, árammá alakítani, majd elszállítani a

fogyasztókhoz, ami egy halom veszteséget jelent.

2015. JÚLIUS

15

j I I I . é v f o l y a m 9 - 1 0 .

s z á m

2017. OKTÓBER-NOVEMBER

LENERGIA a LENERG Energia Ügynökség Nonprofit Kft. havonta megjelenő hírlevele

Van még egy hatalmas gond. Mégpedig az, hogy a reaktorban a fal egyes részei hatalmas

hőterhelésnek lesznek kitéve. A baj az, hogy valahol hozzá kell érnie a plazmának a falhoz,

ez elkerülhetetlennek látszik. Anyagtechnológiai szempontból a tokamakoknál a

legkritikusabb rész az úgynevezett divertor, a kamra alja. Itt 10

megawatt/négyzetméter a hőterhelés, ami annyi, mint ami az űrből visszatérő

űrsiklóknak az orrát érte – hét percig, míg a légkörbe lépve lelassult. A fúziós reaktor

kamrájában a falnak viszont folyamatosan, 24 órában, az év 365 napján kellene ezt a

hőterhelést állni. Összességében most az látszik, hogy az anyagválasztás és a plazma

kontrollálása az elsőrendű megoldandó feladatok, különben nem lesz soha fúziós erőmű.

A világban több tucat kutatóintézet foglalkozik fúziós energiával, főleg Európában, de az

Egyesült Államokban és Ázsiában is. 35-40 olyan mágneses összetartású plazmakísérlet

van, amilyenekben a magyar kutatók is részt vesznek. Nézzük az európai fúziós színtér

fő csomópontjait: a MAST(Mega Ampere Spherical Tokamak) és a JET (Joint European

Tokamak) az Egyesült Királyságban működik, az ASDEX Upgrade (Axially Symmetric

Divertor Experiment) Bajorországban, Lausanneban van a TCV (Tokamak à

Configuration Variable), Greifswaldban beindult a Wendelstein 7-X, Lisszabonban

az ISTTOK (Instituto Superior Técnico Tokamak), Prágában a COMPASS (Institute of

Plasma Physics of the Czech Academy of Sciences), Madridban a TJ-II (Laboratorio

Nacional de Fusión), a WEST (Tungsten (W) Environment in Steady-state Tokamak)

Franciaországban, a PSI-2 Jülichban, a Magnum-PSI pedig Eindhovenben. Az angliai JET a

világ jelenleg működő legnagyobb tokamak fúziós berendezése, a Wendelstein 7-X meg a

legnagyobb sztellarátor. Mondhatjuk, hogy Európában koncentrálódik a világ fúziós

kutatásának java, a nagy kísérletek itt vannak. Azért van ilyen sok kísérleti berendezés,

mert mindenhol egy kicsit máson dolgoznak, más részproblémára koncentrál az adott

kutatás, hogy aztán átvehessék egymás eredményeit. Emellett mindenki a

Franciaországban épülő ITER-re is koncentrál, hogy az végül jól működjön.

A kutatás-fejlesztésnek ebben a fázisában komoly szerepe van a diagnosztikának. A

plazmát nemcsak összetartani nehéz, de megmérni is, nem lehet bedugni a hőmérőt, mert

elpárolog, szofisztikáltabb módszerekre van szükség, hogy bármit is lehessen mondani

a plazmáról. Mivel az imént felsorolt berendezések mind kísérleti berendezések, azt

jelenti, hogy amit csak lehet, megpróbálnak megmérni, hogy meg tudják mondani, mit

csinál a plazma. Ezért ezek a berendezések még tele vannak műszerekkel, mint az

autógyártók tesztautói.

A rögös út végén azért remélhetőleg ott

lesz majd az olcsón áramot termelő

fúziós erőmű, aminek biztonságos

működtetéséhez már minimális

diagnosztika kell, ugyanúgy, ahogy

a szériaautókban is már csak 3-4

műszer jelzi a sofőrnek, hogy

miképp teljesít a motor. De addig is

körülbelül száz plazmadiagnosztika

van a berendezések köré telepítve, a

legutolsó paramétert is rögzítik,

próbálnak mindent mérni, az

elektromágneses hullámokat, mindenfajta sugárzást, 0-tól 14 MeV-ig, mágneses

hurkokat, a fizikának az egész eszköztára be van vetve, ami csak van, hogy mindent

megtudjanak a plazmáról.

2015. JÚLIUS

16

j I I I . é v f o l y a m 9 - 1 0 .

s z á m

2017. OKTÓBER-NOVEMBER

LENERGIA a LENERG Energia Ügynökség Nonprofit Kft. havonta megjelenő hírlevele

Az ITER minden irányban kétszer akkora lesz mint a JET. 840 köbméter plazma fér el

benne, 360 tonna szupravezető mágnes, 23 ezer tonna acél (ez 3-szor annyi mint az

Eiffel-torony) alkotja majd, az összköltsége pedig 15 milliárd euró/10 év, ami kb. 2

euró/eu állampolgár/év. A cél az, hogy 50 megawatt fűtési teljesítménnyel 500 megawatt

fúziós teljesítményt produkáljanak, azaz tízszer annyit, mint amit beleraknak. Ez még

nem energiatermelő reaktor lesz, hanem ahogy a nevéből is kiderül – International

Thermonuclear Experimental Reactor – kísérleti eszköz, ami nem fog a hálózatra

termelni. Az ITER-rel szeretnék demonstrálni, hogy lehet fúzióval villamos energiát

termelni ipari méretben. És itt lesznek először olyan neutronfluxusok, amikkel tesztelni

lehet majd a már említett lítiumos tríciumtenyésztést is.

Az ITER nemzetközi együttműködésben épül, hét partner vesz benne részt: az Európai

Unió, az USA, Kína, Oroszország, Dél-korea, Japán és India. A fejlett országok mind

benne vannak, és nem közvetlenül pénzzel járulnak hozzá, hanem mindenki pályázati

úton nyerte el különféle szerkezeti elemek gyártását. Például a szupravezető tekercsek

szupravezetőjének a tokozását az oroszok készítik, a tekercselést az olaszok, a

vákuumkamra egyes szegmenseit az indiaiak, olaszok és koreaiak gyártják. A világ

legnagyobb méretű kutatás-fejlesztési projektje ez, ami a tervek szerint 30 évig fog

üzemelni. A sok partnerből kifolyólag rengeteg gyártás-sztenderdizálási problémát is meg

kell oldani, de ez egyben előnyére is válik hosszú távon az együttműködő feleknek.

Nem hagyhatjuk említés nélkül, hogy az ITER-ben már szupravezető tekercsek lesznek,

ami azt jelenti, hogy a kriosztáton belül -270 Celsius-fokra lesznek hűtve, azért hogy

szupravezető képességüket ki lehessen használni (azaz ellenállás nélkül lehet áramot

keringetni bennük). A JET például nem egy szupravezető tokamak, ezért egy

plazmakisüléshez több száz megawatt teljesítményt kell betáplálni a berendezésbe,

amiből csak 50 a fűtés, a többi az elektromágnesekbe megy hajtani az áramot. És azért

csak pár másodperc a plazma, mert elkezdenek melegedni a JET mágnesei, és egy idő után

le kell kapcsolni, hogy hűljenek. Az ITER-ben tehát szupravezető mágnesek dolgoznak

majd -270 fokon, miközben öt méterre tőlük ott lesz a százmillió fokos plazma. Ilyen kis

távolságon belül ilyen irtózatos hőmérsékletkülönbség nemhogy a Földön nincs, de az

univerzumban se. A természet ilyet nem művel, a csillagok belsejében ugyan több tízmillió

fok van, és az űrben -270, de ez a két véglet millió kilométeres távolságban van egymástól.

Az ITER-ben néhány méter választja majd el a két extrém hőmérsékletű pontot. A

mérnököknek ez hatalmas kihívás.

2015. JÚLIUS

17

j I I I . é v f o l y a m 9 - 1 0 .

s z á m

2017. OKTÓBER-NOVEMBER

LENERGIA a LENERG Energia Ügynökség Nonprofit Kft. havonta megjelenő hírlevele

Ha az ITER megépül, az lesz a legbonyolultabb dolog, amit valaha ember épített.

Mi kerüljön hát a kamra belső falára, hogy a 10 megawatt/négyzetméter hőterheléstől ne

menjen tönkre? Két elvárás van. Az egyik, hogy minél nagyobb legyen az olvadáspontja.

Az elemek közül a volfrám olvadáspontja a legmagasabb, több mint 3400 fok. A

legkritikusabb rész - a kamra alja és az úgynevezett divertor – tehát ebből készül,

szénszálas kompozitból készülő falelemekre párolják fel vékony rétegben a volfrámot. A

nagy rendszámú, nehéz elemekkel – mint amilyen a volfrám is – azonban van némi gond:

ha bekerülnek a plazmába, akkor nagyon gyorsan lesugározzák, lecsökkentik a plazma

energiáját. Tehát a fal többi részére valami alacsonyabb rendszámú elem kellene, ami

kellően hőálló is egyben. Ezen kritériumok alapján esett a választás a berilliumra, a lítium

szomszédjára. Mivel ennek az alkáliföldfémnek négyes a rendszáma, nem zavar be

különösebben a plazma állapotába, viszont akad hátulütője is az alkalmazásának:

vegyületei meglehetősen toxikusak, ennek megfelően rendkívül elővigyázatosan, szigorú

biztonsági előírások betartásával kell kezelni. A JET-ben 2011 óta tesztelik amúgy ezt a

kombinációt: a divertor volfrám-, a vákuumkamra fala pedig berilliumbevonatú.

A berillium és a felaktiválódott belső tér miatt minden műveletet távvezérléssel,

húszméteres robotkarokkal kell elvégezni a vákuumkamrában. A kamrába két oldalról

vezetnek be egy-egy sokszorosan csuklós robotkart, az egyiken vannak a speciális,

egyedileg gyártott szerelő szerszámok, a másikon meg a szükséges felszerelések,

alkatrészek. A szerelést teljesen távvezérlésel, force feedbackes kontrollerekkel, végzik a

mérnökök.

Az MTA Wigner FK plazmafizikai osztályán a következőkkel foglalkoznak a fizikusok,

mérnökök: nyalábemissziós spektroszkópiával, plazmadiagnosztikával, pelletbelövő-

fejlesztéssel, intelligens kamerarendszer fejlesztésével és az ITER-hez kapcsolódó

mérnöki tevékenységgel.

A nyalábemissziós spektroszkópia kérdésköre annak kiderítésére irányul, hogy miképp

és miért viselkedik a plazma széle úgy, ahogy. Az ötlet az volt, hogy ennek kiderítésére

létrehoznak egy gyorsított lítiumnyalábot, ehhez ki is fejlesztettek egy ionnyalábágyút,

ami úgy működik, hogy egy fűtött ionforrás – egy kis lítiumkorong – felületéből

nagyfeszültséggel, ionoptikával kihúzzák, felgyorsítják és fókuszálják az ionokat. Az

ionnyalábot ezután semlegesítjük (nátriumgőzön vezetik keresztül), hogy szépen be

tudják vezetni a plazmába, ahol a plazma ionizált részecskéi elkezdik gerjeszteni. Amikor

a felgerjesztett energiaállapotú lítium visszaesik az alapállapotba, akkor kisugároz egy

fotont, azaz a nyaláb világítani kezd. Ezt az általuk fejlesztett, 2,5 millió

kép/másodperces felvételre is képes gyorskamera rendszerrel meg tudják figyelni.

Az EDICAM intelligens kamerarendszert a hosszabb plazmakisülések megfigyelésére

fejlesztették ki. A lényege, hogy például a Wendelstein 7-X-ben lesznek simán félórás

kisülések is. Ezeket tíz nagy sebességű digitális kamera filmezi. Még kis felbontás esetén

is elképesztő adatmennyiséget, kameránként 1,6 terabájtnyi információt kellene tárolni,

kezelni és feldolgozni. Ekkora mozgóképtömegben eseményeket megkeresni, elemezni

szinte képtelenség. Mi a magyar fejlesztés lényege? Lassabb felvétel készül a plazma

megfigyelt területének egészéről, és ha azt érzékeli a kamera, hogy a képmező valamely

részén valami történik, akkor az érzékelőlapnak azon a szegmensén beindul az ultranagy

sebességű képrögzítés – afféle kép a képben módon. Ha valami nem kívánatos fejleményt

érzékel a kamera, akkor a sztellarátor kontrollrendszerének tud riasztást is küldeni, hogy

állj. Mindezen túl kompaktnak és a rendkívül bonyolult fúziós szerkezethez illeszkedőnek

is kell lennie a rendszernek, aminek a kritikus pontokon, azaz a vákuumkamra falánál még

a hatalmas hőterhelést, neutronsugárzást, nagyon erős mágneses teret is bírnia kell.

2015. JÚLIUS

18

j I I I . é v f o l y a m 9 - 1 0 .

s z á m

2017. OKTÓBER-NOVEMBER

LENERGIA a LENERG Energia Ügynökség Nonprofit Kft. havonta megjelenő hírlevele

Az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpontban dolgoznak még egy meglehetősen specifikus

fizikai problémán, a pelletbelövőn is. Ez egy olyan szerkezet, ami a jelenlegi tervek

szerint biztosítja az üzemanyag-utánpótlást, azaz bejuttatja a reaktortérbe a

deutérium-trícium keveréket. Az alap probléma az, hogy a forró plazma közepébe

juttatni, csak úgy befújni a fúzióhoz szükséges üzemanyagot gyakorlatilag lehetetlen.

Ennek megoldására dolgozták ki a következő módszert: 5 Kelvinre lehűtött, fagyasztott

deutériumból készült pelletet - apró, sörétszerű jéggolyócskát - lőnek nagy, akár 3600

km/órás sebességgel a plazmába. A fejlesztéshez kapcsolódóan kidolgozták az eszköz

diagnosztikáját is, azaz meg tudják figyelni, hogy miképp viselkedik a belőtt pellet a

plazmában, eljut-e oda ahová szeretnék és aztán hogyan oszlik el ott az anyag –

természetesen ehhez is a gyorskamerarendszert használják.

Végül, de nem utolsósorban nézzük, hogy mik is az ITER-hez kapcsolódó munkák. A

legtöbb wigneres fúziós mérnök ezen a területen, az ITER és fúziós diagnosztikai

fejlesztések kutatócsoportban dolgozik. Itt négy fő projekten belül zajlanak a munkák:

A Tokamak Services for Diagnostics mérnökei azon dolgoznak, hogy az ITER

vákuumkamrájába telepített diagnosztikák jelét valahogy a külvilágba kijuttassák - wi-fi,

vagy bluetooth ugye nem nagyon jöhet szóba az extrém, közel sem barátságos

körülmények miatt. Kábelezéssel lesz tehát megoldva, meg is nyerték az EU házi

energiaügynökségének, a Fusion for Energy-nek ezeknek a speciális elektromos

kábeleknek a tesztelésére kiírt pályázatát.

Tríciumszaporító tesztkazetták fejlesztése. Az ITER egyik feladata, hogy megmutassák

a kutatók, hogy a korábban említett tríciumtenyésztés a gyakorlatban is működhet. Erre

hat koncepciót dolgoztak ki eddig, amiből kettő európai uniós, és mi az egyikben részt

veszünk, a mechanikai modellezéssel.

Bolométer kamera fejlesztése. A bolométer egy relatíve egyszerű szerkezet (persze hogy

nem az), ami a plazma egy adott kis szegmensét monitorozva meg tudja mérni, hogy

mekkora az ott mérhető teljesítmény. Ha ilyen detektorokkal telepakolják a

vákuumkamra belsejét, akkor valós időben meg lehet mérni a plazmában a

teljesítményeloszlást, ami egy alapvető diagnosztikai eszköz egy fúziós-reaktor

üzemeltetéséhez, vezérléséhez. A magyarok azt kutatják, hogy mi módon alakítsák ki az

elrendezésüket, hogy az egyes detektorok látómezeje összességében lefedje a teljes

plazmát, legyen bármilyen alakú is az.

International Fusion Material Irradiation Facility - DEMO Oriented Neutron Source

(IFMIF-DONES). A projekt célja, hogy adatokat szolgáltasson a mérnökök számára az első

demonstrációs fúziós erőmű, a DEMO tervezéséhez. A magyar mérnökök 3D

modellezéssel és analizálással járulnak hozzá a megvalósításhoz. Az ebben

résztvevők dolgoznak azon, hogy 2050-re mindenképp üzemeljen a már említett DEMO

amely egy demonstrációs céllal, de ipari léptékben termelő fúziós erőmű, ez ugyanis az

Európai Bizottság kérése.

Kicsit nézzük meg jobban az DEMO szerepét. A 2050-re előirányzott fúziós reaktor még

rendkívül drága lesz, de ha a koncepció működőképesnek bizonyul, akkor ráharapnak az

energetikai vállalatok, és a prototípustól a sorozatgyártásban készülő berendezésekig

tartó úton radikálisan csökkenni fog a technológia költsége. Az első fúziós reaktor

hálózatra termelt árama annyira drága lenne nyilván, hogy senki nem veszi meg, nem is

ezzel kell számolni. Azonban ha beindul a technológia terjedése, egyre több mérnök, egyre

több gyártó, egyre hatékonyabb megoldásokkal rukkol elő, annak vége az árzuhanás lesz.

Azt kell megnézni, hogy az első száz fúziós reaktor átlagos ára plusz az üzemeltetés

költsége leosztva a megtermelt energia árával hogyan alakul. A becslések szerint ez 3-9

2015. JÚLIUS

19

j I I I . é v f o l y a m 9 - 1 0 .

s z á m

2017. OKTÓBER-NOVEMBER

LENERGIA a LENERG Energia Ügynökség Nonprofit Kft. havonta megjelenő hírlevele

eurócent/kWh között lesz. Összehasonlítva: Paks 3 eurócent/kWh áron termel, a

napelemek pedig 9 eurócent/kWh áron, amiből úgy látszik, hogy a fúziós energia

versenyképes lehet. Ezért folyik az egész fúziós kutatás, amiben a sokadik legfontosabb

kérdés, hogy mennyi lesz egy reaktor rendelkezésre állási ideje. A lényeg, hogy minél

jobban bírja a folyamatos üzemet, és ezzel visszatértünk oda, hogy miből legyen a fal,

milyen anyagtechnológiai fejlesztésekre van még szükség, illetve sikerül-e olyan plazmát

előállítani, ami a nagy energiájú hő- és neutronsugárzásával nem teszi tönkre a falat.

Mindennek kutatása, modellezése folyik majd az IFMIF-DONES keretein belül, az intézet

felépítésért a spanyolok és a horvátok versengenek.

Min múlik a siker? Egy sor fizikai és számtalan mérnöki problémával állunk szemben,

mondjuk 20-80 százalék arányban – mondhatjuk azt is, hogy

a fúziós erőmű, a mérnöki tudományok Szent Grálja.

Jelenleg olyan nagy a még kidolgozásra váró kérdések halmaza, hogy az is kritikus kérdés,

hogy lesz-e a közeljövőben elég műszaki végzettségű ember, aki hajlandó ezeken dolgozni

majd. Nagy szavak, de az emberiség érdeke, hogy az okos középiskolások ne csak

jogásznak, bankárnak, meg kommunikációs szakembernek tanuljanak, hanem

sokan válasszák a természettudományos pályát, a nagyon tehetségesek meg

menjenek fúziót kutatni, de legalábbis tanuljanak mérnöknek meg fizikusnak.

Karrierlehetőség tehát bőven van: fizikusok százainak, mérnökök, technikusok ezreinek

munkájára van most és lesz a következő években szükség, akik nem valamelyik

autógyárban terveznek majd műszerfalat, hanem a Wignerben reaktorfalat.

A modern

társadalom és

gazdaság hatalmas

mértékű igényeinek

kielégítése miatt

természeti

erőforrásaink és

energiahordozóink

egyre szűkösebb

mértékben állnak

rendelkezésünkre.

Mindennek következtében nem csupán energiaellátásunk, hanem Földünk éghajlatának

és ökoszisztémájának állapota is veszélybe került. A visszafordíthatatlan természeti károk

és a társadalmat is negatívan érintő hatások mérséklése érdekében nélkülözhetetlenné

vált a fogyasztás mérséklése és strukturális átalakítása, az ehhez szükséges aktív és

tudatos társadalmi szerepvállalás foganatosítása. A felismerés, miszerint a fogyasztói

viselkedés megváltoztatása meghatározó erővel bír környezetünk szempontjából, már

számos intézkedésre késztette az emberiséget, azonban az előrejelzések továbbra is az

energiafogyasztás és a szén-dioxid-kibocsátás növekedésével számolnak. Ennek

érdekében további, hatékonyabb erőfeszítésekre van szükség. Az erőforrásigények és

kibocsátások fő mozgatórugója a fogyasztás. A fogyasztói lánc végén pedig maga az egyén

áll. Ez által az egyén életmódja és szükségletei határozzák meg a fogyasztói szokások

megváltoztatására irányuló intézkedések hangsúlyának jövőbeli mértékét.

A TOP-3.2.1 - Önkormányzati épületek energetikai korszerűsítése – pályázatban

szerepel egy kötelezően elvégzendő modul, mely Tájékoztatási, képzési anyag

kidolgozását, képzés tartását írja elő:

ENERGIA ÉS

KLÍMATUDATOSSÁGI

KÉPZÉS

HÍREK

ENERGIA

A c

ikk

fo

rr

ás

a:

ww

w.i

nd

ex

.hu

2015. JÚLIUS

20

j I I I . é v f o l y a m 9 - 1 0 .

s z á m

2017. OKTÓBER-NOVEMBER

LENERGIA a LENERG Energia Ügynökség Nonprofit Kft. havonta megjelenő hírlevele

Az energetikai beruházással érintett épület(ek) állandó használóit oktatásban kell

részesíteni az alkalmazott megoldásokról, a helyes üzemeltetés szabályairól, valamint a

beruházás környezeti hozadékairól, melyet az épületüzemeltetésben vagy

épületenergetikában illetve energiamenedzsmentben jártas szakértő végezhet.

A LENERG Energiaügynökség Mérnöki és Tanácsadó Nonprofit Kft. az

ország egyik meghatározó energiaügynöksége, Ügynökségünk speciálisan ehhez a

pályázathoz kapcsolódóan dolgozta ki munkaanyagát, - melyet sikeresen alkalmaztunk a

gyakorlatban is - melynek köszönhetően teljesíthető a kiírásban elvárt kötelezettség.

Bízunk abban, hogy ezzel a szolgáltatásunkkal is bővíthetjük kapcsolatainkat, melyhez

ügynökségünk minden segítséget megad úgy, mint szaktanácsadó.

KAPCSOLAT

LENERG Energia Ügynökség Nonprofit Kft.

4028 Debrecen,Kassai út 26.

+36 52 512 900; mellék: 74715

info@lenergia.hu