Sok internetes oldal – és nyomában számos nyomtatott újság – foglalkozik mostanában a Renewable Iron Fuel (azaz Megújuló Vas Üzemanyag) technológiával. A Szép Szó április 27.-i számában is megjelent erről a témáról egy cikk.
Ilyen „reklám”-szövegeket olvasok a neten: „A vas lehet a jövő CO2-mentes, biztonságos, raktározható, szállítható ipari üzemanyaga”. Ebben vannak rész-igazságok: a vas égésekor valóban nem keletkezik szén-dioxid, s közben valóban sok energia szabadul fel, s a vas valóban biztonságosan tárolható. Nagy előnyként hangsúlyozzák még ezek az írások azt is, hogy a vas gyakori eleme a földkéregnek, tehát nem járunk vele úgy, mint pl. az akkumulátorokhoz szükséges lítiummal, amelyből hamar „kifogyhatunk”, tehát reális veszély, hogy hovatovább nem találunk már több felhasználható lítiumot a Földön.
Járjuk körül a kérdéseket!
1) Valóban lehet energiaforrás az elemi vas?
Igen, lehet, hiszen az égése – mint általában az égések – energiafelszabadító (exoterm) reakció. Ebben az értelemben ugyanúgy hasznosul, mint a fa, a földgáz vagy a benzin (és a többi kőolaj-származék); a vas elégetésekor is hő szabadul fel, amit közvetlenül melegítésre is hasznosíthatunk, de úgy is, hogy a keletkező hővel pl. vizet forralunk, s a keletkező gőzzel valamit meghajtunk. Ezen az elven működtek a régi „gőzösök” mozdonyai, ahol dugattyús motort hajtott a gőz (aztán kiment a levegőbe); s így működnek a hőerőművekben a korszerűbb turbinák is, ahol a gőz forgató erejével áramot termelnek.
A fa és a benzin égéséhez képest bonyolítja a helyzetet, hogy a vas csak úgy égethető el, ha nagyon finom porrá őrölték. Egy közönséges vasdarab nem gyújtható meg. A vaspor azonban – ha lángba szórják – szikrázva elég. A vaspor éghetőségét egyébként mindenki ismeri – a nélkül, hogy tudná, hogy erről van szó – aki látott már karácsonyi csillagszórót. A csillagszóró égő anyagában égést segítő adalékanyagok mellett parányi vas-szemcsék is vannak; azok produkálják égéskor a „csillagokat”. Amikor vasat köszörülnek, vagy flex-szel vastárgyat vágnak, akkor is azt látjuk, hogy a kirepülő, izzó vasszemcsék szikrázva elégnek a levegőn.
Elvileg bármely elemi fém – például az alumínium – pora is alkalmas lenne ugyanígy energiatermelésre. S ráadásul abból még a vasnál is több van a földkéregben.
2) Sok energia szabadul-e fel a vas elégetésekor?
Viszonylag sok, de legyünk óvatosak az ezzel kapcsolatos adatok értelmezésével. Az az összehasonlítás, hogy a vas energiasűrűsége 11,3 kWh/dm3, a benziné pedig csak 8,76 kWh/dm3, a hozzá-nem-értők számára lehet félrevezető is lehet, ugyanis 1 dm3 vas közel 8kg; míg 1 dm3 benzin kevesebb mint 1 kg. Ha tehát nem térfogathoz, hanem tömeghez viszonyítva adnánk meg az energiasűrűséget, akkor messze a benzin bizonyulna jobbnak.
3) Vasból tényleg sok van a Földön?
Igen. A különböző kémiai elemek előfordulását a földkéregben elég pontosan ismerjük. A földkéreg 4,8% vasat tartalmaz, s ezzel egyértelműen a gyakori elemek közé tartozik. (Összehasonlításul: a lítium előfordulása mindössze 0,004 %.)
De ehhez hozzá kell tennünk, hogy elemi (fémes) vas gyakorlatilag nincs a földkéregben. (A meteoritok egy része tartalmaz ugyan elemi vasat, de ez inkább csak érdekesség, mintsem ipari felhasználásra alkalmas mennyiség. És valószínűleg a Föld magjában is van elemi vas, de ez még csak elméleti föltételezés.) Tehát az a 4,8% mind vas-vegyület. Nem elemi, fémes vas. Nem az a vas, aminek az elégetéséről szól ez a reklámozott „Vas Üzemanyag” technológia. Az a vaspor, amelyet egy ilyen „vas-erőműbe” bele szórnak, csakis vas-vegyületek (vasérc) redukálásával állítható elő. Azzal a kémiai folyamattal, amely a vasgyárak óriási kohóiban történik. Ott szén felhasználásával alakítják a vas-oxidot (Fe2O3) elemi vassá (Fe).
4) Valóban nem szennyezi a levegőt egy ilyen vas-erőmű?
CO2-dal valóban nem. Az üvegházhatás fokozódásához tehát valóban nem járul hozzá. És az égéskor keletkező vas-oxidok sem mérgezőek. Viszont finom por formájában nyilván kikerülhetnek a levegőbe. S minthogy ma már a légkör por-szennyezettsége az egyik legsúlyosabb egészségügyi probléma, ez nem elhanyagolható tényező.
5) Hogy állunk az energiával?
A vas-erőműbe beszórt vaspor előállítása ott kezdődik, hogy vasércet kell bányászni. Ez sok energiát igényel. Az ércből vagy a fent-említett vaskohókban vagy elektromos úton elemi fémes vasat kell készíteni, amely szintén energiafaló folyamat. A vas-darabokat finom porrá kell őrölni, mert másképp nem ég; nyilván ez is igényel energiát. Ez tehát eddig csupa energia-befektetés (elhasználás).
Amikor elégetjük a vasport, kétségtelenül sok energia szabadul fel (ld. a 2. pontot!). A keletkező vas-oxidot azonban vissza kell alakítani elemi vassá, hogy újra használhassuk energiatermelésre. De hogyan?
Az „Iron Fuel” honlapok, írások laza eleganciával válaszolják meg ezt a kérdést. Az pl. félrevezető állítás, hogy „megtisztítva újrahasznosítható”, hiszen nem tisztítani kell, hanem kémiailag átalakítani. Az már jobb, hogy „Az égéstermék – a rozsda – megújuló energia segítségével visszaalakítható vassá”. Bár megjegyzem: az tulajdonképpen csúsztatás, hogy a helyett, hogy „energia befektetésével alakítható vissza”, a megújuló energiákra utal. [A pontosság kedvéért az is ide kívánkozik, hogy a vas égésekor keletkező vas-oxid nem rozsda. A rozsda a vas nedves levegőn való oxidálódásakor képződik. De hát a vonatkozó angol nyelvű honlapok is a „rust” ('rozsda') szót használják.]
Korrekt választ is találtam a neten: „elektromos árammal, vagy hidrogénnel visszaalakítható vassá”. A lényeg az, hogy a vaspor elégetésekor keletkező vas-oxid visszaalakításához mindenképpen energia kell. És a természet törvényei értelmében mindig több energia kell a vissza-alakításhoz, mint amennyit az elégetéskor hasznosítottunk.
Mitől „megújuló” ez a vas-erőmű technológia?
A körfolyamat a következő (ha a vas-erőművet áram termelésre használják):
1) A vaspor – akárhogyan állították is elő – potenciális energiaforrás; sok energiát tárol magában, amely égetéssel felszabadítható.
2) Az elégetéskor hasznosítható hőenergiát kapunk. Például vizet tudunk vele forralni, melynek gőze forgatja a turbina lapátjait – vagyis mozgási energiává alakul –, amit pedig a generátor árammá – elektromos energiává – alakít.
3) Elektromos energiával – egy kémiai reakció révén – visszaalakítjuk a keletkezett vas-oxidot elemi vassá, majd azt – föltehetően szintén árammal működő géppel – porrá őröljük.
1’) Az így kapott vaspor – akárhogyan állítottuk is elő – potenciális energiaforrás, őrzi magában az áram formájában bele fektetett energiát, amely… – [és kezdődik a kör elölről]
Azt azonban ne felejtsük el, hogy ami energiát el kell használunk a vas-oxid visszaalakításához és a vasdarabok porrá őrléséhez (ld. 3. pont!), az nagyjából kétszer annyi, mint amennyit a vaspor elégetésekor hasznosítani tudunk.
A vas semmiképpen sem nevezhető „megújuló energiaforrásnak” (Renewable). Ez a megnevezés itt egyértelműen „greenwashing” (zöldre festés), önmagát hamisan környezetbarátnak mutatás. A megújuló energiaforrások mind planetáris jellegűek: a Földgolyó belső hője (geotermikus energia) és a Hold okozta ár-apály mozgások (gravitációs energia) mellett a legismertebb a Napból érkező sugárzások energiája. (A szél- és víz-energia, valamint a biomassza szekunder nap-energia!) Abszolút értelemben nem is létezik megújuló energiaforrás, hiszen a Nap saját energiatartalma is folyamatosan csökken a kisugárzásai révén. Csak emberi léptékben tekinthetjük olybá, mintha „örökké” tartana. Mert más méret- és idő-dimenzióban létezünk, mint a planéták.
Ennek a Vas Üzemanyag technológiának minden „munkavégző” szakasza után kell legyen egy tetemes energiabefektetést igénylő „helyreállítási” szakasza. Vagyis semmi köze a megújuló energiákhoz!
* * *
Kétségtelenül előnye a vasnak mint üzemanyagnak, hogy nagy az energiasűrűsége, vagyis könnyen tárolható anyagból sok energia szabadítható fel. De csak ennyi! Kikerülhetetlen hátránya viszont, hogy olyan körfolyamat, amely többszörös energia-átalakulást tartalmaz, márpedig minden energia-átalakulás veszteséggel jár. Energetikailag hatékonyabb lenne, ha a vas-oxid vas-porrá való visszaalakításához szükséges energiát inkább közvetlenül arra a célra használnánk fel, amelynek érdekében a vasport elégetjük. És ráadásul akkor nem kellene újabb vasbányákat nyitnunk.
Az a gyanúm tehát, hogy ennek az egész Renewable Iron Fuel programnak nem a fenntarthatósághoz való közeledés, nem a Föld védelme a célja. Valami más célja van.