A VÍZGAZDÁLKODÁS ÉS MITIGÁCIÓ SZEREPE A KLÍMAVÁLTOZÁS KEZELÉSÉBEN

1. A VÍZGAZDÁLKODÁS ÉS MITIGÁCIÓ SZEREPE A KLÍMAVÁLTOZÁS KEZELÉSÉBEN Prof. Dr. Molnár Sándor Matematikai és Informatikai Intézet Gépészmérnöki Kar Szent István Egyetem V. Klímacsúcs – „Jövőnk a víz” 2013. szeptember 13.

2. Tartalom • Globális kihívások • Vízgazdálkodás és mitigáció kapcsolata • Lehetőségek és veszélyek • Következtetések

3. Vízforrások és klímaváltozási sérülékenység Fosszilis energiahordozók és víz: bonyolult kapcsolatrendszer a klímaváltozással Klímaváltozás egyik fontos hatása: a hidrológiai ciklus megváltozása: • csapadékmennyiség és rendszeresség, • hótakaró, gleccserek eltűnése, • fokozott sarkköri jégsapkaolvadás, • árvíz és aszály kockázatának egyidejű növekedése, stb. (IPCC 2007)  számos tényező, melyek a vízigény növekedése és a vízhiány kialakulása irányába hatnak Lokális vízforrások veszélyeztetett megújulása (pl. gleccserek, vagy rendszeres áradások hiányában), csökkenő talajvízpótlás: egyfajta lokális „peak water”

4. Csökkenő vízkészletek Fosszilis energiahordozók: valós korlátok (kimerülés), alternatív energiaforrásokat kell kifejleszteni (VER, szállítás, üzemanyagok, kenőanyagok, műanyaggyártás, gyógyszeripar, vegyipar) Vízkészletek, víztartalékok: a víznek NINCS alternatívája Regionális problémák: elérhető és kinyerhető vízkészletek hiányában élelmiszerellátási problémák, élelmiszerimporttól való függés Korlátolt vízkészletek: hatékonyabb felhasználás, tudatos vízgazdálkodás, víz termelékenységének növelése, esetleges alternatívák • Lovins: energiafelhasználás kíméletes módja (Lovins 1970, soft path), az energia helyett annak felhasználása a fontos (utazás, fény, fűtés)  veszteségek csökkentése, hatékonyság növelése, megújulók, decentralizált termelés, stb. • Gleick: vízfelhasználás kíméletes módja(Gleick 2002, 2003; Wolff and Gleick 2002; Brooks 2005) , átfogó vízgazdálkodási megközelítés, tervezés, felhasználás melynek során a teljes produktivitás megnövelhető, okos közgazdasági megoldásokkal bátorítva a hatékonyságot és méltányos felhasználást, innovatív technológiákat alkalmazva, közösségi részvételt elősegítve, stb.

5. Lépések a vízhiány mitigációjára Növekvő vízigény (szolgáltatás szint) — kielégíthető extenzív formában is (új környezetterhelő infrastruktúra, vezetékek, gátak) vagy fenntartható, integrált, hatékony módon – egyfajta mitigációs lépéssorozat 1. Az emberi vízigény kielégítésének vizsgálata, és hatékony biztosítása. 2. Az ökológiai vízigény biztosítása. A megfelelő természetes vízmennyiség pótlása, biztosítása. 3. A vízminőség igényhez való igazítása: csapadékvíz, csurgalékvíz, kezelt szennyvíz felhasználása pl. öntözésre, ipari célokra. 4. Az infrastruktúra igényekhez való skálázása: lehetőség szerint decentralizált, kisebb egységekben is gondolkozva. 5. A vízzel kapcsolatos döntésekbe a közvélemény bevonása. Víztudatosság, takarékossági tanácsok, felhasználó-vízmű interakció, transzparencia és közösségi hatáskör/felelősség. 6. Közgazdasági eszközök, „vízgazdaságtan”, hatékony felhasználás és igazágos elosztás.

6. Globális vízkészletkimerülési ütem (10-3km3/év) Forrás: American Geophysical Union http://www.agu.org/news/press/pr_archives/2010/2010-30.shtml

7. Globális Európa Észak-Amerika Dél-Amerika Afrika Ázsia Ausztrália,Óce-ánia Globális vízfogyasztási előrejelzés (régiónként, km3/év) forrás: http://wrsc.org

8. Ivóvízhozzáférés nélküli populációk forrás: The Biennial Report on Freshwater Resources, Gleick, 1998 Nincs adat forrás: http://wrsc.org

9. Szektoronkénti vízfelhasználás és háztartások vízfelhasználása forrás: http://wrsc.org

10. Ivóvízhozzáférés felzárkozó országokban régiónként Teljes Vidéki Városi Globális Óceánia Nyugat-Ázsia Délkelet-Ázsia Dél-Ázsia Kelet-Ázsia Latin-Amerika Szubszaharai-Afrika Észak-Afrika népesség %-a Forrás: The Millennium Development Goals, ENSZ, 2010

11. Vízfelhasználás és klímaváltozás • Víz: alapvető és nehezen pótolható, egyáltalán nem helyettesíthető erőforrásunk, létfeltétel • Klímaváltozási sérülékenység: ivóvízkészletek, mezőgazdasági termelés, erdőterületek • Közvetett és közvetlen klimatológiai hatások (nyelők csökkenése) • Fosszilis energiahordozók felhasználása • Víz mint megújuló energiaforrás

12. Fosszilis energiahordozók és kapcsolódó vízfelhasználás • A globális vízfelhasználás 22%-as kötődik ipari folyamatokhoz (ideértve: bányászat, kitermelés, villamosenergiatermelést is) • Becslés: 2006-ban 13 mrd m3 vízfogyasztás az olajkitermelés során (Maheu 2009)

13. Vízfelhasználás és fosszilis energiahordozók kitermelése és feldolgozása közti kapcsolat Forrás: US DOE, 2006

14. Egyes energiahordozók vízigénye (logaritmikus skálán) http://www.globalwaterforum.org/2012/10/23/a-thirst-for-power-a-global-analysis-of-water-consumption-for-energy-production/ Forrás: Spang, CWEE, 2012

15. Globális vízfogyasztás energiatermelés céljából (M m3) Forrás: Spang, CWEE, 2012

16. Nem vízenergiaalapú energetikai célú egy főre jutó vízfogyasztás (m3/fő) Katar Emirátusok Norvégia Egyenítői Guinea Szaúd-Arábia Líbia Oman Bahrein USA Jamaica Kanada Izland Gabon Kazahsztán Ausztrália Azerbajdzsán Venezuela Ororszország Angola Szingapúr Franciaország Irak Észtország Hollandia Irán Fosszilis tüzelőanyagok Nukleáris üzemanyag Bioüzemanyagok Villamos energia (víz nélkül) Forrás: Spang, CWEE, 2012

17. forrás: http://wrsc.org

18. Egyes iparágak relatív „vízlábnyoma”  Felszíni és természetes vízhasználat  Bioszféra vizeinek használata ⃝ Szennyvíz forrás: http://wrsc.org

19. Elemzések fosszilis energiahordozók által okozott vízterhelésekre forrás: http://wrsc.org

20. A mitigáció eszköztára és a globális kihívások

21. Mit értünk mitigáción? • Intézkedéseket ... • amelyek csökkenthetik az atmoszferikus üvegházgáz-kibocsátásunkat és ezáltal középtávon a légköri koncentrációt • tevékenységi szint változtatása, hatékonyság növelése (takarékosság, modernizálás), megújuló-alapú energiatermelés, szállítás és közlekedés, településszervezés, stb. • Vezetési szabályok, fogyasztási magatartás megváltoztatása • késleltetik az üvegházgázok várható klimatikus hatását • Földfelszíni széntárolás növelése (nyelők, erdősítés) • A mitigációs intézkedések lehetséges területei: • Energiaszektor (VER, közlekedés, távfűtés, ipar) • Más, nem energiafelhasználásra alapuló szektorok • Erdőgazdálkodás, mezőgazdaság, hulladékgazdálkodás.

22. Miért szükséges a mitigációval foglalkoznunk? Lehetséges a klímaváltozás hatásainakenyhítése: műszakilag és gazdaságilag kivitelezhető az a kibocsátáscsökkentés, amellyel a globális hőmérséklet növekedését 2 Celsius fok alatt lehet tartani. Óvatosság elve: bár a klímaváltozás hatásmechanizmusa, az antropogén hatás mértéke vitatott, de mégis kötelesség a jövő generációk miatt is megtenni a lehetséges mértékben mindent Energiafogyasztásunkkal és erőforrásainkkal kapcsolatos intézkedések: kettős (hármas) előnyök a megtakarított energia, az elkerült ÜHG-kibocsátások, és a csökkenő importfüggőség és politikai-gazdasági kiszolgáltottság révén

23. Új intézkedések és politikai lépések nélkül az ÜHG-koncentráció és a globális hőmérséklet gyors emelkedése várható Ppm CO2 eq. Hőmérséklet-növekedés ÜHG-koncentráció

24. GDP-ben mért költségek a mitigációs intézkedések megvalósítása esetén

25. Kibocsátás implicit ára (szintentartáshoz szükséges ár) Forrás: OECD, Linkage-modell

26. A mitigációs vizsgálatok fő céljai • A nemzeti fejlesztési terveknek megfelelő technológiák és eljárások költségeinek és hasznainak vizsgálata • Adott intézkedések rangsorolása a társadalmi-gazdasági költségek alapján • Forgatókönyvek kialakításán keresztül azon szakpolitikák és programok azonosítása, amelyek az ország adottságaihoz leginkább illeszkednek • Adott csökkentést optimális költséggel megvalósító intézkedéscsomag kialakítása, vagy adott ráfordítás mellett megvalósítható maximális kibocsátáscsökkenés meghatározása

27. Globális kihívások Növekvő energiaigény – erős fosszilisenergia-függőséggel társul – inputoldali korlát CO2kibocsátások a fosszilis tüzelőanyagokból – outputoldali korlát Nemzetközi egyezmények – elégségesek lesznek? Kína & feltörekvő gazdaságok – erősődő jövőbeli verseny az energiaforrásokért (erőforrásokért)

28. Jövőképek az energiában- Nemzetközi Energiaügynökség (IEA) forgatókönyvei Új szakpolitikák forgatókönyve 450 ppm forgatókönyve (koncentráció vs. stabilizáció) Hőmérsékletnövekedés 2oC maximalizálása A Koppenhágai Egyezmény szigorú betartását feltételezi, és utána jóval keményebb lépéseket (bizonytalanság mind a mennyiségben, mind a költségekben) Jelenlegi status quo forgatókönyve

29. A globális energiafelhasználás gyors dekarbonizációja szükséges a 2°C korláthoz Átlagos éves CO2 intenzitáscsökkenés a 450-es forgatókönyvben 4x-es csökkenési ütem Az 1990-2008-es periódus csökkenésének kétszeresét kellene 2008-2020 között elérni, 2020-2035 között pedig majdnem négyszeresét Forrás: IEA, 2010

30. A 450-es szcenárió megvalósulásának országok/régiók szerinti feltételei Globális energiaigény növekedése: +0.7%/év USA: 17%-os csökkenés a 2005-ös ÜHG-kibocsátásokhoz képest Japán: 25%-os csökkenés az 1990-es ÜHG-kiobácsátási szinthez képest EU: 30%-os csökkenés az 1990-es szinthez képest Oroszország: 25%-os csökkenés az 1990-es szinthez képest Kína: 45% csökkenés a 2005-ös szinthez képest, 15%-os megújuló és/vagy nukleáris részarány India: 25%-os csökkenés a 2005-ös szinthez képest Brazília: 39%-os csökkenés az alapvonalbeli forgatókönyvhöz képest

31. Globális előrejelzett energiaigény energiahordozók és forgatókönyvek szerint (Mtoe) Forrás: IEA, 2010

33. Következtetések • Energia és víz kapcsolata fontos kutatási terület lett. • Víztermelés és szállítás energiaköltsége, energiahordozók kitermelésének és az áramtermelés vízigénye. • Fosszilis energiahordozók jelentős vízfelhasználással és vízterheléssel járnak: • Kevés információ a fosszilisok felhasználásának vízminőségre gyakorolt hatásáról – számos szennyező vegyianyag. • Nincs megbízható becslés, de nagyjából évi 15-18 mrd m3 ivóvíz felhasználása fosszilis energiahordozók termelésére, változó szennyező hatással. • Feldolgozás, finomítás szintén jelentős szennyező. • Nemkonvencionális szénhidrogének problémája. • Globális szinten a legjelentősebb hatás a (főleg a fosszilis energiahordozók felhasználásából származtatható) klímaváltozásból ered: vízminőség és vízmennyiség szélsőséges változása várható (árvizek, sivatagosodás). • További kutatások szükségesek a hatások feltérképezésére.

34. Köszönöm a figyelmet!