A biomassza energetikai hasznosításának előnyei, hátrányai, környezeti kockázatok (Dr. Gyulai Iván: A biomassza dilemma, 2006: Érvek a biomassza felhasználás mellett és ellen c. tanulmányából átvéve.)

Általános érvek a biomassza felhasználás mellett

Az Unióban és Magyarországon is túltermelés van az élelmiszer célú mezőgazdasági termelésben, részben a piaci lehetőségek szűkülése, részben a fokozódó nemzetközi verseny miatt a megtermelt áru nehezen eladható. Ha a túltermelést visszafogjuk, akkor a termelők megélhetését szűkítjük. A helyzet úgy oldható meg, ha a termelést fenntartjuk, de a fölösleget betápláljuk az energiaellátásba. Így több legyet ütünk egyszerre, mert ez jól jön a környezetnek is, és az EU is képes teljesíteni kiotói vállalásait, mondván, a biomassza felhasználása szén-dioxid semleges, mert ugyanannyi szén-dioxidot bocsátunk ki, mint amennyit a növény megkötött életciklusa idején.

A másik általánosan hangoztatott érv az energiafüggőség. Mind az USA, mind az Unió országai, újabban Kína is ebben a helyzetben vannak, főleg kőolajfüggők, az USA kivételével földgázfüggők is. Függőségük oldását remélik attól, ha importjuk egy részét '68azai termelésű megújuló energiaforrással tudják kiváltani. A függőséggel összekapcsolható olajárrobbanással és olajháborúval magyarázható az is, hogy a politikusok körében nő a népszerűsége a biomassza-hasznosításnak.

Magyarországon is az egyik fő érv a hasznosítás mellett, hogy csökkenthető az ország kőolajfüggősége, növelhető az ellátás biztonsága és az árstabilitás. Magyarország importfüggősége – ha eltekintünk az atomerőmű fűtőanyag behozatalától – 1993-ban 52% volt. A 2005-ös adatok szerint az ország importfüggősége megközelíti a 66,4%-ot. Legjelentősebb, 82%-os a földgázimport aránya. Az orosz forrástól való függés a földgáz esetében a legnagyobb, hiszen a teljes energiaigény több, mint 40%-át kitevő földgáz 90%-a jön innen. A földgáz korábban elsősorban lakossági hőigényt elégített ki, 2004-re azonban már a villamosenergia 35%-át földgázból állította elő az ország.

A primer energiaimport- függőség alakulása 1990-2005.

	1990	1998	2005
Szén	16,4	28,6	39,6
Olaj	75,9	80,9	86,1
Földgáz	58,0	72,7	81,8
Villamos energia (primer)	21,1	1,7	12,9
Egyéb (koksz, brikett, tűzifa és egyéb megújuló	43,4	-16,0	8,5

(Forrás: Energia Központ Kht.)

A hazai környezetpolitikai célkitűzések teljesítése is megköveteli, hogy növekedjék a megújuló energiaforrások részaránya, ez pedig hozzájáruljon olyan nemzetközi kötelezettségvállalásaink teljesítéséhez, mint amilyen a kiotói vállalás, vagy az Unió megújuló energiaforrás részarány előírásai.

Fontos társadalmi érv a vidéki lakosság munkahelyeinek megőrzése, esetleg bővítése az energiaszektorban, bízván, hogy új munkahelyeket teremt mind az erőművek, mind technológiák előállításának vonatkozásában. Magyarországon az állattenyésztés és növénytermesztés részaránya jelentősen megváltozott, amelynek következménye, hogy a növénytermesztésből származó termékeket az állattenyésztés nem képes felvenni. Mivel ezek a termékek nehezen eladhatók, így az energetikai célú növénytermesztés hozzájárul a termőterületen a struktúraváltáshoz, s ezzel mérsékelheti a terményfelesleget. Emellett az energetikai alapanyagok hosszú távon exportcikként is számításba vehetők.

Érvként hangoztatják, hogy kis beruházásigénnyel átállítható az élelmiszeralapanyag termelésre szakosodott mezőgazdaság, hiszen az energetikai célú növénytermesztés termesztéstechnológiája kialakult, az energetikai célú feldolgozás technológiái ismertek, a mezőgazdaságban használt gépek alkalmazhatók.

   Ellenérvek, kételyek. Jól tudjuk-e azt, amit tudunk? Jók-e a számok?

Mielőtt az ellenérveket felsorakoztatjuk, fontos rávilágítani, hogy ismereteink kezdetlegesek, a közölt adatok ellentmondók, sokszor inkább a vágyakat tükrözik, mint a valóságot. Az ország területén éves szinten termelődő biomassza mennyisége az FVM számítása szerint 105-110 millió tonna, melynek energiatartalma közel 1200 PJ/év.

Ha az egész ország területével számolunk, akkor 9,3 millió hektár esetében az FVM számítása hektáronként 11-12 tonna élőnedves biomassza produkcióval számolt évente, s ekkor a betonozott területeket is beszámította. Energetikai célú faültetvények esetében, a legnagyobb produkciót adó füzek esetében említ a szakirodalom 20-40 t/ha produkciót. Ezzel szemben egy természetes erdőből a tartamos gazdálkodás szabályait figyelembe véve évente 4-4,5 bruttó köbméter fa vehető ki. Dr. Grasseli Gábor – Szendrei János (DEBRECENI EGYETEM ATC MTK) „A tüzelési célú energetikai növények termesztésének jelentősége” című cikkében (Őstermelő, 2006. június – július, 70. oldal) az erdők fajlagos energiahozamát 15-20 GJ/ha/év értékben adja meg. Energiaerdők esetében 100-120, energetikai faültetvények esetében 150-250 GJ/ha/év az energiahozam. Magyarország jelenlegi (2005) teljes energiafelhasználása 1 153 PJ/év. 9,3 millió hektár természetes erdőből 186 PJ energiafelhasználási lehetőség adódik, tehát hazánk teljes energiaigényének kb. hatodrésze lenne kielégíthető. Energetikai célú faültetvényeket az ország majdnem felén kellene ültetni ahhoz, hogy kielégíthessük a jelenlegi energiaigényeket.

Hasonló számokra jutnánk az energiafű esetében is. Ám azon is el kellene gondolkodni, hogy vajon egy természetes erdő miért csak az ötödét, tizedét produkálja egy ültetvénynek?

Prof. Dr. Marosvölgyi Béla, a Nyugat-Magyarországi Egyetem professzora az általa vezetett, energiaerdőket és energiaültetvényeket vizsgáló kutatás tapasztalatairól szóló beszámolóban 200-350 GJ/ha/év értéket ad meg energetikai faültetvények esetén. „Fás szárú energianövények” című cikkében (Új utak a mezőgazdaságban, Energia Klub, 2005.) újratelepítéses energetikai ültetvényekre 8-15t/ha/év élősúlyprodukciót, 80-150 GJ/ha/év értéket közöl, míg a sarjaztatásos üzemmóddal termesztettek esetében nem közöl energiahozamot, de hivatkozik 20-40 tonna produkcióra fűzfélék esetében.

Gergely Kinga, Varró László: Megújuló energiaforrások Magyarországon (ÖKO 2004. XII. évf. 1-2. szám 78-79 oldal): „A magyar erdőállomány szerkezetét figyelembevéve az erdők éves hozama átlagosan 5 millió köbméter/év… az ennek megfelelő energiahordozó produktum mintegy 45-50 GJ/ha, a hazai erdőállomány egészére vonatkoztatva körülbelül 71-79 PJ”. Magyarország területének 19,1%-a erdő, azaz 1773,3 ezer hektár. Még a 45-50 GJ/ha/év energiatermeléssel számolva is jól látható azonban, hogy ha az ország teljes terjedelemben ilyen energiaproduktumú erdő lenne, akkor is összesen 500 PJ-nál kevesebb energia lehetne megtermelhető. Ez pedig a jelenlegi fogyasztásnak kevesebb mint a fele.

   Területi igények

Nem kétséges, hogy a biomassza-felhasználási törekvések legtámadhatóbb pontja a terület adta lehetőségek szűkössége. A területi kérdésekhez jó néhány más probléma is kapcsolódik, mint amilyen az élelmiszerellátás biztonsága, a Föld maradék természetes ökoszisztémáinak sorsa.

Ugyan jó néhány éve már, hogy felhívták a területi korlátokra a figyelmet, ám sem a környezetvédők, sem az új üzleti lehetőségekért éhezők nem akarták, sőt a mai napig nem akarják tudomásul venni a makacs tényeket. A kérdés akkor került jobban az érdeklődés középpontjában, amikor 2005 februárjában George Monbiot, a Guardian újságírója az Európai Szociális Fórumon kirohant a biodízel ellen, majd a Guardianben is cikket jelentetett meg a témában, „Ki lakjon jól: az autó vagy az ember?” címmel (GUARDIAN, 2004. NOV. 22.). Véleménye szerint a bioüzemanyagokra való átállás humanitárius és környezeti katasztrófához vezetne. Az EU elképzeléseit, amely szerint 2010-re az üzemanyagok 5,75%-a helyettesíthető lenne biológiai eredetű üzemanyagokkal, az Egyesült Királyság példájával kérdőjelezi meg.„Az Egyesült Királyságban a közúti közlekedés évente 37,6 millió tonna kőolajterméket emészt fel. A legtermékenyebb növényiolaj-forrás, mely ebben az országban termeszthető, a repce. Az évi átlagos terméshozam hektáronként 3-3,5 tonna. Egy tonna repcemagból 415 kiló biodízelt lehet előállítani, így egy hektár termőföldön átlagosan 1,45 tonna üzemanyagot lehetne termelni. Másként megfogalmazva: ahhoz, hogy a kocsikat, buszokat és teherautókat biodízellel üzemeltessük, 25,9 millió hektárnyi termőföldre lenne szükség. Az Egyesült Királyságban azonban mindössze 5,7 millió hektár művelhető földterület található. A környezetbarát üzemanyagokra való átálláshoz négy és félszer ennyi termőfölddel kéne rendelkeznünk. Még az EU szerényebb – mindössze 20%-os – célkitűzése (2020-ra) is felemésztené szinte az összes termőföldünket.”

További példák tucatjai hozhatók. A Föld Barátai által kialakított véleményben is találunk ilyeneket. Például „Spanyolországban évente 27 milliárd liter dízelt fogyasztanak.A 2010-ig megkívánt 5,75%-os helyettesítés biodízellel évi 1.350 millió liter biodízel termelését igényelné. 1200 liter hektáronkénti hozammal számolva egy millió hektár földterületre lenne szükség, amely a termékeny területek 5,5%-a. Ehhez még hozzá kellene adni a benzin helyettesítéséhez szükséges etanol termelésére fordítandó területet.”

„Németországban is hasonló a helyzet, a 2010-es célok teljesítéséhez 2 millió hektárra lenne szükség a két millió tonna biodízel előállításához. Erre nincs elegendő földterület. Manapság a megtermelt 1,5 millió tonna biodízelhez szükséges nyersanyag Franciaországból származik.”

„Az Amerikai Egyesült Államokban rosszabb a helyzet. Ahhoz, hogy a benzint kukoricából származó etanollal helyettesítsék, a teljes földterület sem lenne elegendő.”Az USA teljes üzemanyag-fogyasztása évente 518 milliárd liter, szénkibocsátása 308 milliárd kg. A Proceeding of the National Academy of Sciences-ben megjelent cikk szerzői a szójababból készült biodízelt, valamint a gabonafélékből erjesztett etanol alapú üzemanyagot vetették össze, és arra a megállapításra jutottak, hogy a biodízel ugyan jelentősen hatékonyabbnak tekinthető, mint az etanol, ám így is mindössze az üzemanyagigény alig 9 százalékát tudnák fedezni vele az Egyesült Államokban. Az étkezési növényekből készült etanol az amerikai üzemanyagigény 12 százalékát lenne képes fedezni abban az esetben, ha minden kukoricaföldet alapanyagellátóvá alakítanának át.

   Területi korlátok Magyarországon

Lukács József vezető főtanácsos az Őstermelő 2006. június-júliusi számának 67. oldalán azt írja, hogy 2010-re a 2%-os (?) bioetanol célkitűzés 59 millió liter, biodízel esetében ez 56 millió liter. Ekkora etanol mennyiség előállításra 50-60 ezer hektárt, biodízelre 40-50 ezer hektárt kalkulált. Szerinte ez gond nélkül növelhető 200-300, illetve 80-100 ezer hektár nagyságrendig. A jelenlegi fogyasztási adatok szerint (WILDE GYÖRGY, A MAGYAR ÁSVÁNYOLAJ SZÖVETSÉG FŐTITKÁRA, INDEX 2006. JÚLIUS 12.), 2005-ben 2 milliárd liter benzint, s 2,8 milliárd liter gázolajat fogyasztottunk. Mivel nem tudjuk, hogy 2010-ben mennyi lesz a fogyasztásunk, így maradjunk annál, hogy a jelenlegi fogyasztás 5,75%-át kellene helyettesíteni. A teljes benzin és dízel igény helyettesítése, hektáronként és évenként 1000-1200 liter etanollal és 1200-1400 liter biodízellel számolva, Magyarország teljes kukorica (1,34 millió hektár) és búzatermő (1,13 millió hektár 2005-ben) területét figyelembe véve, kb. 2 millió hektáron lehetne kielégíteni a bioetanol igényt, s még kb. ugyanennyi termőterületet kellene igénybe venni a biodízel-szükségletek kielégítéséhez. Ez már megközelíti az ország jelenlegi szántóföldi területét (4 509 ezer hektár), s akkor még nem termeltünk élelmiszert. Reálisan, ha elfogadjuk a főtanácsos által javasolt lehetőségeket, akkor 400 ezer hektárral, s a legjobb hozamokkal számolva cirka 500 millió liter bioüzemanyagot állíthatunk elő, amely 10%-os helyettesítési érték körül mozog. Ezek mellett teljesen irreális az a sokat hangoztatott elképzelés, hogy a bioüzemanyag alapanyag jelentős exporthoz juttatná hazánkat. Mert vagy itthon helyettesítünk, ami muszáj, vagy exportálunk.

A teljes energiafelhasználásunk helyettesítésének területi korlátait mutatja a repce esete is. A repce hektáronként 3 tonna/ha/év (nálunk ilyen átlagtermés nem jellemző) termésnél adna 1,45 tonna repceolajat, amelynek fűtőértéke 40MJ/kg. Ez 58 GJ/ha/év, 9,3 millió hektáron ez 539,4 PJ. A teljes energiafogyasztás 2005-ben 1153,2 PJ, azaz nem egészen a felét lehetne kielégíteni repcéből a teljes energiaigénynek. A szakirodalom szerint ennyi tiszta energia megtermeléséhez a repce esetében fele energiamennyiséget kell befektetni. Ráadásul minden esetben feltételeztük, hogy semmilyen fosszilis energiát nem használtunk fel. Igaz, nem tudjuk, hogy mekkora a hazai teljes energiafogyasztásból az a hányad, amit arra használunk, hogy nettó energiához jussunk, de nyilván ebben az esetben is le kellene vonni az energiatermelésre fordított energiát.

Érdekes megjegyezni, hogy az importált energiahordozók esetében az energiatermelésre fordított energia nem a hazai fogyasztásban realizálódik, míg hazai megtermelés esetén igen.

   Területfelhasználási vetélkedés

A terület-felhasználással kapcsolatos probléma abban csúcsosodik ki, hogy több, egymással vetélkedő felhasználási igény jelenik meg. Tegyük fel, hogy tényleg felszabadítható 1 millió hektár biomassza termesztés céljára. Ám ugyanezen területen szeretnének villamosenergia-előállítás céljából energiafüvet, energiaerdőt termelni, cukorrépát, kukoricát etanolnak, repcét biodízelnek stb.

Szintén Monbiot hívta fel arra a figyelmet, hogy a vetélkedés túlmutat a biomassza-termelési opciókon, a megújuló energiaforrások termelése a valóságban az élelmiszertermeléssel és a természetvédelmi célú területhasználattal vetélkedik, más területfelhasználási módok mellett. Az energiaétvágy fokozódása és a szűkülő fosszilis energiakínálat, valamint a félreértelmezett környezetpolitikai célkitűzések már jelen pillanatban, az olcsó fosszilis tüzelőanyagok rendelkezésre állásánál is rákényszeríttették az embereket a biomassza termelésre.

Nem nehéz kitalálni, hogy ennek a területhasználati vetélkedésnek először a természetes ökoszisztémák esnek áldozatul, majd pedig az élelmiszer alapanyagtermelés. Ezen a téren is, mint más európai környezetjavítási szándékok esetében történt, a környezeti terhek harmadik világra történő áthárítása várható. Mivel kevés, s jogilag védett természetes ökoszisztéma áll rendelkezésre a Közösség országaiban, ezért az élelmiszer és energiacélú alapanyag-termelésnek osztoznia kell a földterületen. A logikus osztozkodás, hogy a jelenlegi túltermelést helyettesítik energetikai célú termesztéssel. Ezek a készletek azonban messze nem elegendőek a még csak kezdeti környezetpolitikai célok eléréséhez sem, ezért nyilván a külföldi beszerzés felé kell fordulni. Ez azért is logikusabb, mert a déli országok termőhelyi adottságai miatt ott találhatók a nagyobb kihozatali potenciával rendelkező megújuló energetikai alapanyagok.

A szójabab-, cukornád-ültetvények a dél-amerikai országokban, a pálmaültetvények Indonéziában, s más délnyugat-ázsiai és afrikai országokban eddig is a fő okát képezték a trópusi erdők degradációjának. Például Malajziában 1985 és 2000 között a pálmaültetvények az erdőirtások 87%-ért voltak felelősek.

A veszély ma már nem lehetőség, hanem tény!„Az EU növényolaj-importja a 2005/2006-os szeptember-októberi szezonban 8,75 millió tonnára emelkedik a 2004/2005-ös szezon 7,8 millió tonnájáról” - írja az Oil World szaklap. „A bioüzemanyagok belföldi termelésének rohamos növekedése miatt az EU vált a világ legnagyobb növényolaj- és zsiradék importőrévé.” „A szezon legnagyobb importtétele a pálmaolaj lesz 4,9 millió tonnával, szemben a 2004/05-ös 4,4 millióval. Az EU az idén október-decemberben nettó szójaolaj-importőrré válik, ami meglehetősen újszerű fejlemény, hiszen már egy jó ideje szójaolaj-exportőrnek számított. A növekvő repcemag-sajtolási forgalom ellenére sem biztosítható belföldi forrásból a repceolaj-igény, ami a repceolaj esetében is nettó importőrré teszi az Uniót. A 2005/2006-os szezonban a repceolaj-import 250 ezer tonnára nő az előző szezon 28 ezer tonnájáról. Ebből 100-130 ezer tonna Észak-Amerikából érkezik majd, de nagy tételeket importál az Unió Ukrajnából és Oroszországból is. A lap értesülései szerint már kínai importra is sor került.”Az európai exportra számító maláj kormány nemrég jelentette be, hogy megépíti ötödik biodízel-finomítóját, miközben az országban – akárcsak Indonéziában – az őserdőt nagy iramban szorítják vissza az olajpálma-ültetvények, ráadásul az erdők felégetése és mocsarak lecsapolása metán és szén-dioxid-kibocsátással jár (területi átterhelés). Az Európában felhasznált bioüzemanyag nagy részét Brazíliában gyártanák, ahol viszont az Amazonas esőerdejét irtják ki a termőföldért.

Ha nem marad bevonható termőföld – jelenleg a szárazföldi területek egynegyede mezőgazdasági művelés alatt áll – akkor megkezdődhet a vetélkedés az élelmiszeripari és energetikai célú alapanyag-termelés között, ezáltal azok között, akik csak a létfenntartási szükségleteiket szeretnék kielégíteni, illetve akik nemcsak jóllakni képesek, de autójukat is feltankolni. Nem kétséges, hogy melyik érdekcsoport képes érdekeit jobban érvényesíteni, illetve mindezt megfizetni. A társadalmi polarizáció tehát még a biomassza-termelés okán is nőhet, mégpedig jelentősen. Monbiot írásának címe pontosan erre utal: Ki lakjon jól? Az ember vagy az autó.

A szegényekre leselkedő veszély nemcsak az élelmiszer szűkösségében, hanem az élelmiszerárak jelentős növekedésében is megnyilvánulhat. Az energetikai célú növényi termékek iránti keresletfokozódás, már ebben a kezdeti stádiumban is érezteti árfelhajtó hatását. Az MTI 2006 elején egy londoni nemzetközi konferenciára hivatkozva arról számolt be, hogy világszerte emelkedhet a szója- és pálmaolaj ára amiatt, hogy növekszik a kereslet a bioüzemanyagok nyersanyagaként használatos növényi olajok iránt.

Az árfelhajtó szerepet látszik alátámasztani a cukor árának világpiaci emelkedése.

„Tizenegy éves csúcsra ugrott a nyerscukor ára szerdán a New York-i árutőzsdén, a londoni jegyzésárak pedig kilenc és fél éves rekordszintre emelkedtek. Piaci szakértők a drágulási trend folytatására '73zámítanak. Miért is? Thaiföldön és Ausztráliában rossz a cukornádtermés, Brazília pedig az exportra szánt nádcukor egy részéből üzemanyagként felhasználható bioetanolt gyárt. A bioetanolt egyre több országban keverik a benzinbe, ezért a cukornak felmegy az ázsiója - az árával együtt. Sőt: van egy igen népes ország, Kína, ahol még csak most kezdenek el cukrot fogyasztani – ez idáig ugyanis csak mesterséges édesítőszerhez (szacharinhoz) jutott hozzá a lakosság.” (VILÁGGAZDASÁG 2006.)

   A területi versengés járulékos hatásai

Környezeti szempontból a növekvő területéhség, s ennek következtében a természetes élőhelyek pusztulása mellett a másik veszély a mező- és erdőgazdálkodás intenzitásának további növekedése. Szaklapokban egymást túllicitáló terméseredményekről, energia-kihozatalokról, s egyre jobb energiamérlegekről olvashatunk.

Mint ahogyan láthattuk, a természetes erdő szerény energiaprodukcióját tízszeresére növelik az energia célú faültetvények, termesztett haszonnövényeink produkcióját is tovább kell növelni a jobb termésátlagok, a magasabb gazdaságosság érdekében.

Természetesen egy adott termőhely, egy adott életközösség az éppen fennálló ökológiai körülményeknek megfelelő produkciókkal szolgálhat csak, s külső energiabefektetésre van szükség ahhoz, hogy a produkció nőjön. Nemcsak a közvetlen energiaköltségek, mint a gépi munka energiafelhasználása, de az egész termesztési folyamat is közvetlen vagy közvetett energia-befektetéssel jár. Az öntözővíz, a műtrágya, a növényvédőszer, a szállítás stb., mind energiát testesít meg, s természetesen minden kibocsátás is környezeti terhelést jelent.

További lehetőség a terméseredmények fokozására a növények genetikai képességének kihasználása, a növénynemesítés, legújabban a génkészlet mesterséges módosítása géntechnológiai eljárásokkal. Többen is abban bíznak, hogy a jelenlegi produkciók a tulajdonságok javításával növelhetők a biotechnológia által. A Nature Biotechnology (24, 725. 2006. július) (WWW.NATURE.COM) „A bioetanolnak szüksége van a biotechnológiára” címmel jelentetett meg cikket. Az írás lelkesen ecseteli, hogy az etanol egyik alapanyagának, a kukoricának a termelése milyen magas költségekkel és környezeti károkkal jár, mint pl. a nitrogén műtrágya, a talajerózió, a rovar és gyomirtó szerek, sőt még a fejlődő országok élőhelyeire leselkedő veszélyt is felemlíti. Ezeken a problémákon segíthetne a biotechnológia.„Jelenleg főleg kukoricából és cukornádból gyártott etanol esetében már kidolgozták a rekombináns DNS technológiákat, amelyek egyrészt emelnék az etanolhozamot, másrészt pedig csökkentenék a betáplált nyersanyagok környezetre gyakorolt káros hatását, továbbá fokoznák a feldolgozás hatékonyságát a finomítóban”. Ígéri a fotoszintézis szén-dioxid-fixáció hatékonyságának javítását, a nitrogén-fixáció megoldását, vagy az endospermiumban lévő keményítő egyszerűbb cukorrá való lebontását végző enzimrendszer beépítését a növényekbe.

Társadalmi szempontból is további hatásokat kell fontolóra venni. A szuperintenzív monokultúrák – hiszen az energetikai célú termesztés nagy táblaméreteket igényel – tovább torzíthatják a birtokviszonyokat. A Föld Barátai szerint az intenzitás növekedése további birtokkoncentrációval fenyeget. Például ma Brazíliában a területek 46%-a koncentrálódik a vidéki népesség mindössze 1%-ának kezében, ami azt jelentette, hogy a földtulajdonosoknak el kellett hagyni földjeiket, s korábbi foglalkozásukat. Ők a városok szegényebb negyedeibe költözhettek, vagy erdőirtással próbáltak újabb területeket szerezni.

A területi igény fokozódásnak természetesen lehet árfelhajtó szerepe a földtulajdonosok számára. A kisbirtokosok aligha tudnak élni a magas intenzitást igénylő energetikai célú növénytermesztés lehetőségeivel, így legfeljebb magasabb áron értékesíthetik földjeiket, vagy magasabb bérleti díjra számíthatnak.

   Energiamérlegek

Ezen a területen nagyon kaotikus állapotokat találunk. Tudományos műhelyek egymásnak ellentmondó eredményeit ismerhetjük meg, annak megfelelően, hogy ki milyen általános ítéletet szeretne igazolni. Jelen tanulmány keretei nem tették lehetővé, hogy a közölt adatoknak utánaszámoljunk, azért sem, mert sem a számítási utak, sem a kiindulási adatok teljes körben nem ismertek. A megismert mérlegek közös hibája, hogy az ún. virtuális energiafelhasználással, s ennek értelmében a virtuális környezeti terheléssel sem számolnak, ami ugyancsak megkérdőjelezi az energetikai vagy környezeti mérlegek (pl. szén-dioxid) eredményeit.

   Mit értünk virtuális energiafelhasználáson?

Bármely felhasználásra kész energiahordozó rendelkezik egy teljes életúttal, amely egy bonyolult, szerteágazó rendszer. Az életciklus-elemzések egy létesítmény esetében a létesítés, megvalósulás (működés), majd felhagyás szakaszainak környezeti összefüggéseit vizsgálják, egy termék esetében a bölcsőtől a sírig életutat követik. Ugyan jelentős előrelépésnek tekinthetjük ezt a gondolkodást, s már az is eredmény lenne, ha komolyan alkalmaznák az életciklus-elemzéseket, mégis azt kell mondanunk, hogy a jelenlegi életciklus-vizsgálatok csak több-kevesebb láncszemét vizsgálják a tényleges életciklusoknak. Egy-egy termék esetében ugyanis a különböző életciklus láncok összekapcsolódnak. Ahhoz, hogy egy liter benzint előállítsunk, kell kőolaj, azt frakcionálni kell, adalékanyagokkal ellátni, szállítani a felhasználás helyére, majd elégetni. Energia kell a melléktermékek, hulladékok szállításához, elhelyezéséhez is. Ha csak egy kőolaj-finomítóban vizsgálom a benzin életútját, az ennyi energiát igényel járulékosan. Ám még ott sem csupán ennyi. Minden liter frakcionált olajra esik valamennyi (nagyon kicsi) környezeti teher abból, hogy létre kellett hozni a finomítót, energiát kellett befektetni, anyagokat kellett beszerezni, s természetesen üzemeltetni kell az üzemet. Ráadásul minden újabb megnyitott ág további nagyon-nagyon kicsiny környezeti terhet hoz magával. Például a felhasznált építőanyagnak is volt környezeti terhe, erőforrásigénye, gyára stb. Azután a kőolaj-finomító üzemeléséhez is energiára van szükség, no meg munkásokra. Hol kellene elszámolni a munkások közlekedési költségeit vagy a gépekre, szerszámokra eső költségeket, vagy az üzem által produkált környezeti terhek felszámolásának energiaköltségeit?

S a fenti még csak a finomítóra és kapcsolódási pontjaira utal. Egy másik életciklus az alapanyag révén kapcsolódik a finomítóéhoz. A kőolajat ki kellett bányászni, ahhoz fúrótornyot kellett létesíteni, ahhoz pedig anyagot kellett gyártani, azokat szállítani, szerelni kellett. A kitermelt olajat tárolni kell, ahhoz tárolók kellenek, majd szállítani tankhajókban vagy éppen csővezetékeken. A szállításhoz energia kell, az eszközök gyártásához, karbantartásához szintén. Amikor kimondjuk, hogy biodízel, legfeljebb egy szép virágzó repceföldre gondolunk, meg egy kevésbé szép olajsajtolóra. Ha csak a biodízel előállításához

szükséges termelési segédanyagokat nézzük (metanol, kálium-hidroxid, nátrium-hidroxid, kénsav, foszforsav, hidrogén-klorid, ipari víz, szén-dioxid, nitrogén, elektromos áram, gáz) ugyancsak elcsodálkozunk, mi minden más anyagot is meg kell termelni ahhoz, hogy elérjük végcélunkat. Vagy logisztikai létesítmények sorát kell felépíteni (olajos magvak átmeneti tárolója betakarítás után, olajos magvak tárolója az olajütőben, nyersolaj-tároló, melléktermékek tárolója, technológiai segédanyagok tárolói, végtermék tárolása), amely együtt jár az anyagmozgatással, szállítással. Természetes lenne ezek energiaráfordításait s más terheit (szén-dioxid, hulladék, vízhasználat) is figyelembe venni a környezeti mérlegek számításakor, de ezek onnan rendre kimaradnak. A benzin kapcsán beszélhetnénk még olyan indirekt kapcsolódásokról, mint az elsüllyedt tankhajók okozta környezeti károk elhárításának költségei, vagy az olajhoz kötődő háborúk energiaköltségei, környezeti katasztrófák, s persze egyébtársadalmi hatásai.

Lehetetlen lenne követni a teljes kapcsolati hálót, s kiszámolni, hogy egy liter benzinre milyen – aligha mérhető, mégis valóságos – környezeti terhek jutnak. A liter ehhez túl kicsi mértékegység, de minél nagyobb léptékeket vennénk elő, annál jobban érezhetővé válnának ezek a virtuális terhek. Persze vannak erre kísérletek. Az ökológiai lábnyom vagy ökológiai hátizsák pontosan a háttérben maradó terheket kívánja feltérképezni. Noha a tökéletesség elérésére itt sincs esély, ám néhány napvilágot látott adat ugyancsak elgondolkodtatja az embert.

   A Wuppertal Intézet számításai szerint:

• Fogkefe 1,5 kg

• Mobiltelefon 75 kg

• PC 500 kg

• 1 tonna importált fém 20 000 kg hulladék keletkezésével

   World Water Council (2004) szerint:

• 1 kg búza 1 000 l

• 1 kg tojás 2 700 l

• 1 kg marhahús 13 500 l víz felhasználásával párosul.

A különböző biomassza-féleségekhez, s különböző hasznosítási módokhoz természetesen más és más energiamérlegek tartoznak. Nyilván meghatározó, hogy a kiszemelt alapanyag milyen produkciókra képes, milyen ökológiai, termőhelyi körülmények között.

A következő táblázat néhány átlagos hozamot mutat be:

Termény	Biodízel (l/ha)
Szója, északi vidékeken	375
Szója, déli vidékeken	900
Repce	1 000
Mustár	1 300
Pálma olaj	5 800
Algák	95 000

Termény	Biodízel (l/ha)
Kukorica(USA)	1 360
Cukornád (Brazília)	3,960 benzinegyenértékben kifejezve (1:0,66)

(Wikipedia 2006. Biodiesel. http://en.wikipedia.org/wiki/Biodiesel)

A statisztikák szerint a pálmaolaj és a cukornád a trópusi zónákban adja a legtöbb hajtóanyag-alapanyagot hektáronként. A legígéretesebb a biodízel vonatkozásában az alga, de a technológia még javításra szorul. A cellulózhulladékokból előállítható etanol is jelentős potenciállal rendelkezik, bár az enzimatikus feltárás drága, s az eljárás néhány elemének környezeti hatásai sem tisztázottak még.(FOE INTERNATIONAL).

Kohlheb Norbert az Energia Klub kiadványában (Új utak a mezőgazdaságban, 2005), „Energiaültetvények termesztésének gazdasági jellemzői” című írásában közöl energia input/output hányadosokat különböző fás- és lágyszárú fajok esetében, különböző termőhelyi adottságok és termesztési intenzitások között. Míg a legkedvezőbb energiakihozatali arányok általában a jó termőhelyeken extenzív körülmények között adódnak (kivéve kender), addig a legnagyobb energia outputok a jó termőhelyeken intenzív termesztési technológiák mellett érhetők el. Ez is mutatja, hogy a faj, termőhely és termesztési technológia befolyásolja a produkciókat, s ennek értelmében az energiatermelési lehetőséget is. Ám általában elmondható, hogy a nagyobb produkciók elérését lehetővé tevő intenzív termesztés energiaráfordítása kisebb arányban térül meg, mint az extenzívé. A közölt számok persze itt sem tartalmazzák a hiányolt virtuális hátteret, s a számolások csak az ültetvényeken, s szállításba befektetett energiamennyiségekkel számolnak. A tüzelőanyagok előkészítésének (apríték, pellet, stb.), logisztikai műveleteknek, segédanyagoknak energiaigényei nem kerülnek bemutatásra.

A teljes energiamérleg összeállítását nagyban befolyásolják a konverziós utak, amelyek tovább bonyolítják az amúgy sem tiszta képet. A legnagyobb energiaigény feltehetően a konverziónál áll fenn. Ez kb. 60% is lehet, a konverziós út fajtájától függően. A szaksajtó, de a tudományos irodalom is ellentmondó kijelentéseket tesz.

Íme néhány:A biomassza megtermelése is gyakran nevezhető fenntarthatatlannak. Magasak az inputok, energia, növényvédőszer, műtrágya, gépek stb. Jó példa erre az USA-ban a kukoricából előállított bioetanol. Néhány tanulmány azt állítja, hogy kukorica és belőle az etanol kinyerése hatszor több energiát igényel, mint a végtermék által leadott energia az autómotorban. (PESCOVITZ, D. ETHANOL STIRS ECO-DEBATE. BERKELEY ENG.

LAB NOTES, VOL. 5, MARCH 2006.)„A szójababból készült biodízel felhasználásával az előállításához szükséges energiaigénynek majdnem a dupláját vagyunk képesek kinyerni, addig az etanol alig termel 25 százalékkal több energiát, mint amennyit az előállítása során felemészt.

Ez utóbbi különbség elsősorban abból adódik, hogy az etanol előállítása során erjedési folyamatokat kell beindítani, ami viszonylag nagy energiaigényű folyamat”. (NATIONAL GEOGRAPHIC)

A biomasszával kapcsolatos elsőszámú kérdés tehát a kinyerhető energia, vajon pozitív vagy negatív-e az energiamérleg, kevesebb vagy több fosszilis energiát kell igénybe venni, mint amennyit a megújulóból remélhetünk?

A tudomány, úgy tűnik két táborra szakadt, annak megfelelőn, hogy milyen érdekeltségek mozgatják. Az ellenzők két amerikai professzor meglehetősen korai munkáira (DAVID PIMENTEL, CORNELL EGYETEM, TAD W. PATZEK, BERKLEY) hivatkoznak. Íme a szerzők néhány számításának eredménye, amely szerint az energiamérleg negatív.• Kukoricából alkohol +29% fosszilis energia

• Fűből alkohol +45% fosszilis energia

• Fából alkohol +57% fosszilis energia

• Szójából dízel +27% fosszilis energia

• Napraforgóból dízel +118% fosszilis energia

Schmitz, N., Henke,J., (INNOVATION IN THE PRODUCTION OF BIOETHANOL AND THEIR IMPLICATIONS FOR ENERGY AND GREENHOUSE GAS BALANCES) német szerzők – szemben az amerikai iskolával – azt állítják, hogy az energiamérleg pozitív. Szerintük a fenti szerzők elfogultak, elavult statisztikai adatokat használtak, nem veszik figyelembe a mezőgazdaság javuló hatékonyságát, az energiafeltárás technológiájának javulását, valamint a terménymaradványok energiatartalmát. Ők 12 új tanulmányt választottak ki, amelyek nettó energianyereséget és szén-dioxid megtakarítást mutattak ki.

Energianyerés módja	Nettó energia nyereség etanol literenként	ÜVHG megtakarítás 1l etanol egyenlő 0,647 l üzemanyag széndioxid egyenérték
Széna/biogáz	15,7-20,1 MJ	1,8 kg
Növényi magvak/természetes hajtóanyagok	6,6 MJ	0,7 kg
Melasz/olaj	6,4 MJ	0,8 kg

Ilyen és hasonló elemzésekben szinte reménytelen igazságot tenni, mert az eredmények valóban attól függnek, hogy ki milyen tényezőket vesz figyelembe. Ugyan vannak ajánlott számítási szabványok, ám ezek tökéletessége is megkérdőjelezhető.

A legfőbb kritika, amely megfogalmazható, hogy általában csak első generációs, közvetlen energiaigényeket vizsgálnak, s nem foglalkoznak az ökológiai hátizsák teljes tartalmával.

Például a növénytermesztésnél figyelembe veszik a mechanikai talajmunkák, vetés, betakarítás és szállítás energiaigényét, de nem foglalkoznak a talajerő-utánpótlás, növényvédőszerek, vízpótlás másodlagos, harmadlagos energiaigényével.

Nyilvánvaló, hogy egy műtrágya megtermeléséhez, alapanyagainak kitermeléséhez, szállításához is energiára van szükség. Vagy mindezek virtuális víztartalma, s az ahhoz szükséges energia, mint ahogyan már arra fentebb utaltunk.

Mint látjuk, vita tárgya az is, hogy vajon minden hasznosítható növényi rész energiatartalmát is be kell-e számítanunk az energiamérlegbe. Például miután learattuk a repce magját, hasznosítsuk-e a repce kóróját is? Ez a kérdés másként is jelen van a biomassza hasznosításról szóló vitákban. Sokan úgy vélik, hogy vétek, sőt pocsékolás az egyszer megtermelt növények biomasszáját nem hasznosítani, hiszen ez csökkenti a befektetett természeti erőforrások hasznosulását. Ők azt javasolják, hogy először a maradványok hasznosítását kell megoldani, s utána jöhet a szerkezetváltás, a tisztán energianyerés céljából történő termesztés. Mások a maradvány biomassza kicsiny energiasűrűségére hivatkoznak, s az összegyűjtés magas költségeire, s ők elsődlegesnek tartják a lehető legnagyobb energiasűrűség elérését, azaz a tisztán energetikai hasznosítást.

Nyilvánvaló, hogy mindkét érvelés csak elsődleges gazdaságossági szempontokat vesz figyelembe, s nélkülözi a rendszerszemléletű megfontolásokat. Ha a megtermett biomasszából semmi sem jut vissza a talajra, s ennek következtében a talajszerkezet romlik, és hosszú távon a műtrágyák érvényesülése is csökken, akkor abszurd módon az is előfordulhat, hogy azért termelünk energiát a maradványokból, hogy annak segítségével biztosítsuk a talajerő fenntartását. Egyesek szerint a szervesanyagoknak a legjobb és leggazdaságosabb felhasználása, ha talajba forgatásuk révén a talaj humuszvagyonát gyarapítják, hozzájárulnak a talajélet és szerkezet fenntartásához, és a növények táplálásához. Ennél a kép egy kicsit árnyaltabb. Természetes körülmények között senki sem szántja be a talajfelszínre jutó növényi vagy állati maradványokat. Azokból élőlények közreműködésével stabil talajmorzsák keletkeznek, amelyek biztosítják a talajképződést, s a szervesanyagok hosszú távú hasznosíthatóságát. Ezzel szemben a talajba forgatott tarlómaradék, de akár istállótrágya is nagyon hamar degradálódik a talajban, főleg az ott folyó felgyorsított oxidáció miatt, ezért nem javítja a talajszerkezetességét, legfeljebb tápelemek forrásaként szolgál rövid ideig. Bizonyos körülmények között az is előfordulhat, hogy mikrobiális bontásuk fitotoxikus anyagokat szabadít fel. A műtrágyák megfelelnek ugyan rövidtávon tápelemforrásnak, jó hozamfokozók, de a talaj szerkezetességét nem képesek javítani. Hosszú távon tehát nem lehet nélkülözni a talaj fenntartásához vezető természetes folyamatokat.

   Természetvédelmi és ökológiai szempontok

A biomassza termesztése és felhasználása esetén a következő szempontokat kell figyelembe venni:

• Ne vezessen a természetes élőhelyek kiterjedésének és minőségének további romlásához, sem közvetlenül, sem közvetve.
• Az energetikai célból hasznosításba vont területen az előző felhasználással összevetve csökkenjen a környezeti terhelés.
• A hasznosított területen az előző felhasználáshoz képest javuljanak a biodiverzitás-mutatók, mind mennyiségi, mind minőségi vonatkozásban.
• A hasznosításból ki kell zárni az invazív és genetikailag módosított fajokat.
• Az eredeti ökológiai feltételeknek (talaj, vízháztartás, klíma) megfelelő, az azokat megtartó termesztéstechnológia kerüljön kiválasztásra, amely nem csökkenti az adott ökológiai rendszer megújuló képességét.

Az igazság az, hogy ha szeretnénk kizárni a környezeti feltételek romlását, akkor ugyancsak konfliktusba kerülünk az energetikai célú ültetvények legfontosabb elvárásával, a magas produkcióval. Márpedig ezeknek az ültetvényeknek ez a célja, különben megfelelnének a természetes körülmények között elérhető hozamok is a természetes rendszerekből.

Úgy tűnik azonban, hogy a természet elügyetlenkedte az evolúció során létrehozni az ember igényeinek megfelelő, feltehetően végtelen nagyságú produkciót adó rendszereket. Az ember most ezt próbálja pótolni, s lelkesült világmentőink azt kívánják bebizonyítani, hogy egyre nagyobb produkciójú rendszereket lehet kicsikarni a természettől anélkül, hogy cserébe bármit is feláldoznánk. Ez az egész olyan, mintha egy boroshordót szeretnénk megcsapolni, de nem akarunk kintről bele semmit sem önteni, csak egyre többet szeretnénk belőle inni. Nagyobb torkú embert lehet találni, de ettől a hordó csak gyorsabban fog kiürülni, ha nem töltjük utána.

Vajon a 60 tonna (valószínű nedves anyagról van szó) hektáronként terméshozammal kecsegtető, amerikai kutatók által nemesített elefántfű mitől képes erre a bámulatos produkcióra?

Először is monokultúrát alkot, hiszen négy méteresre nőve, aligha él meg más növény az árnyékában. Tehát már le is mondhatunk a biodiverzitás növelésének a szempontjáról, hiszen ennél még a szántóföld is magasabb diverzitást nyújt a gyomkultúrájával. Másodszor a növények által termelt szervesanyag a napenergia segítségével épül fel, a levegő szén-dioxidjából, vízből, és a talajban lévő ásványi és szerves anyagok bomlásából, bontásából származó kémiai elemekből. Ebből a nap és a szén-dioxid nem korlát, legalábbis amíg éppen nincs túl sok ez utóbbiból, a víz, illetve a talajban lévő tápanyagok azonban véges mennyiségűek, sőt egymás jelenléte, hiánya által limitáltak is. Tehát külső források bevitele nélkül a magas produkció nem fenntartható, a „hordó” előbb-utóbb kiürül. Marad tehát a külső források bevitelének kényszere. Azonban az ökológiai rendszerek működésének túlzott leegyszerűsítése hozhatja csak létre azt a gondolkodást, hogy a talajban lévő elemek pótolhatók az elégetésből származó hamuból, s néha egy kis műtrágya adagolásával a nitrogén- és foszforigény is kielégíthető. Jól látható, hogy a hasonló alapokból kiinduló intenzív mezőgazdaság a produkciók megnövelése mellett milyen környezeti terheket hagyott maga után, miután figyelmen kívül hagyta a rendszerek eltartó- és tűrőképességét.

A biogeokémiai ciklusok, amelyek az élet megújítását jelentik, 30-40 elem részvételét igénylik, amelyek végessége, rendelkezésre állása egy adott rendszerben limitáló tényező. A tápanyag utánpótlását a talaj, víz, levegő között folyó interakciók biztosítják, amelynek legfőbb mozgatórugója az élő szervezetek tömege. A körforgásba hatalmas geológiai tartalékelem raktárak iktatódnak közbe, amelyek egyrészt gázfázisúak (C, N, O), s amelyek gyors ciklusokat tesznek lehetővé, míg az üledékes kőzetek tartalékai (P, S) csak lassan mobilizálhatók, és éppen ezért korlátozó tényezők. A rendszerek működése teli van hasonló önszabályozó, egymást kiegészítő funkcióval. A mineralizációnak az immobilizáció a fordítottja.

Míg a mineralizációban az elemek szerves kötésből ásványi kötésbe kerülnek baktériumok közreműködésével, s csökken a talajban a szervesanyag, s nő a növények számára felvehető tápanyagok mennyisége, addig az immobilizációban a szervetlen elem épül be valamelyik talajmikrobába, amely elvonja a növény elől a hasznosítható elemet. Például gazdag szénforrások esetében a mikrobák immobilizálják a műtrágyával bevitt nitrogént és foszfort a növény elől. Ezek az antagonizmusok tudják biztosítani azt, hogy a növekedés ne lehessen végtelen, s hirtelen ne haladhassa meg az alkalmazkodáshoz szükséges idő sebességét. Ezek a mechanizmusok képesek bizonyos mértékig kiegyenlíteni az ember ismerethiányából fakadó téves beavatkozások hatásait is.

Az igazság az, hogy a biomassza célú termelés az egész növényi kultúrát szőröstül-bőröstül akarja hasznosítani. Egy természetes erdőben is sokkal több szervesanyag van, mint amennyit rönk formájában ki lehet hozni belőle, de az nem hozzáférhető vagy csak nehezen az. Egy energiaültetvényből minden, ami a föld felett nő levágható, elvihető. Egy erdőben a fák ágai, gallyai egy bizonyos vastagság után nem hasznosulnak az ember által, a cserjék s lágyszárú növények sem. Hasznosulnak viszont az egész erdei ökoszisztémában, ahol a lebontó szervezetek hatalmas „biomasszája” ezekből a „hulladékokból” fenntartja az ökoszisztémán belüli és azon kívüli anyag- és energiaáramlásokat.

Ha a talaj felől elviszünk mindent, akkor megsértjük a talaj és felszín között megvalósuló interakciókat, s „kiéheztetjük” azt az életet, amely az anyag- és energiaáramlásokat biztosítja. Ugyanis a mineralizáció folyamatát, amely heterotróf szervezetek közreműködésével zajlik, az elhalt élőlények anyaga táplálja. Ennek során a szerves vegyületek szervetlenné bomlanak, s miután a bomlástermékek egy része a légkörbe távozik, másik része a talajban ásványi anyaggá alakul, amely táplálékul szolgál a növényzetnek. A fent említett 30-40 elem körforgását a talajban egy négyzetméteren, s tetszőleges mélységben 400 gramm tömegű élő anyag biztosítja átlagosan, amely egy hektáron átlagosan 4 tonna, optimális esetben 30 tonna élőanyagtömeget jelent. E mögött hihetetlen fajszámok és egyedszámok sorakoznak fel, pl. négyzetméterenként, s tetszőleges mélységben 1014 baktériumegyed, 1011 gomba, 108 algaegyed, stb. Minden egyes beavatkozás az ökológiai rendszerbe, talajművelés, taposás, talajvízszínt-emelkedés, süllyedés stb., a mikrobaközösségek katasztrófájához vezet. Anélkül eszközlünk bolygó léptékű beavatkozást az ökológiai rendszerekbe, hogy tisztában lennénk az egyes alrendszerekben, s azok között megvalósuló történésekkel.

Ilyen bátorságra csak a tudatlanság jogosíthat fel bennünket! Általánosságban azt az ítéletet is kimondhatjuk, hogy a biomassza elégetésével az ökológiai rendszerek megújulását lehetővé tévő tápanyagot füstöljük el, hogy kielégítsük féktelen energiaéhségünket. A biomassza elégetésénél nagyobb csapást még nem mért az ember saját magára, hiszen most rúgja ki maga alól a táplálékpiramis alapköveit.

   A szén-dioxid semlegesség mítosza

A biomassza-hasznosítással kapcsolatban már láttam sokféle támogató érvet, s ellenérvet is szép számmal. Azonban még egyik sem vizsgálta a biomassza elégetésének a kérdését a globális anyag- és energiaáramlás egészén belül. Tudósok ismételgetik, hogy a biomassza elégetése szén-dioxid semleges, mert hogy annyi széndioxidot bocsátunk ki elégetése során, mint amennyit az életében megkötött. Mások azt fejtegetik, hogy megtermelése, szállítása és elégetése során bocsátunk ki annyit, mint amennyit az megköt életében. Megint mások azt állítják, hogy maga a folyamat ugyan nem szén-dioxid semleges, de a fosszilis energiahordozók elégetéséhez képest szén-dioxidot takarít meg.

   Hogy is van ez?

Egy növény nem lóg a levegőben, azaz nem vizsgálható önmagában, hiszen interakcióban van a talajjal, vízzel, levegővel, s más élőlényekkel. Tehát ha például egy erdőt nézünk vagy egy mezőgazdasági ültetvényt, akkor annak az egész anyag- és energiaforgalmát kell néznünk. Ebben a megvilágításban már nemcsak a szén-dioxid, hanem más üvegházhatású gázok, mint metán, nitrogéndioxid is szerepet játszanak. Az autotróf szervezetek a fotoszintézis során évente 180 milliárd tonna biomasszát termelnek, s megközelítőleg ugyanennyi használódik el a légzés és mineralizáció útján. Az élő biomassza széntartalma szárazföldi élőlények esetében 800 milliárd tonna (20 év tartózkodási idő), az óceánokban élők 5 milliárd tonna (0,2 év tartózkodási idő) szenet reprezentálnak. Az elhalt szárazföldi biomassza széntartalma 1 200 milliárd tonna, az óceánokban 1 000 milliárd tonna (tehát viszonylag kis mennyiségű biomassza nagy produkciót állít elő!), mindkettő tartózkodási ideje 30 év. Az atmoszféra 700 milliárd tonna szenet raktároz szén-dioxid formájában (Papp, S.-Kümmel, R.: Környezeti kémia), amelyből a földi vegetáció és tengerek élővilágának fotoszintézise egyaránt 35 milliárd tonna szenet köt le. A fosszilis tüzelőanyagok elégetéséből származó, légkörbe kerülő szén mennyisége 5,3 milliárd tonna, amely az összes légkörbe jutó szén-dioxid kevesebb, mint 5%-a. Például ezzel is egyensúlyt kellene tartania az üledékképződésnek, s a talajban folyó irreverzibilis szénlerakodásnak, ami a tengeri üledékek esetében 0,5 milliárd tonna, az irreverzibilis lerakódásnál kevesebb, mint 0,1 milliárd tonna szén. A tengerek szén-dioxid elnyelő képessége az emberi eredetű kibocsátások felére korlátozódik, így a légkör karbóniumtartalmának növekedése 2 milliárd tonna, illetve 0,3%.

Ha csupán egy szárazföldi autotróf szervezetet nézünk, akkor az a fotoszintézis során megtermelt szerves anyag egy részét elégeti, tehát a megkötött szén-dioxid egy részét maga is visszajuttatja a környezetbe, más részét szervezetének felépítésére fordítja, tehát a szenet időlegesen raktározza. Addig pozitív ez a mérleg, amíg növekszik.

Ha az ökoszisztéma egészét nézzük, akkor az autotróf, szervesanyag-termelő növényekre heterotróf, szervesanyag-fogyasztó szervezetek települnek, akik elégetik a szerves anyagot, a megkötött szenet szén-dioxiddá oxidálják, kilélegzik, illetve a szén egy részét maguk is beépítik szervezetükbe. Az elhalt szárazföldi biomassza a korhadás, rothadás során lassan kerül lebontásra, amely időlegesen (30 év körüli tartózkodási idő) szenet von ki a körforgalomból. Ha a szervesanyag közvetlenül levegőtől elzárt körülmények közé kerül, vagy az őt korábban elfogyasztó szervezettel történik ez elhalása után, akkor a szén fosszilizálódik, s ideiglenesen (108 év tartózkodási idő) kivonásra kerül a körforgásból. Természetesen a talajban lévő víz is tartalmaz szenet, vagy szén-dioxidot oldott formában vagy karbonátokban megkötve. A szén egy része tehát kivonásra kerül a gyors körforgásból, ha az ökoszisztéma egészét nézzük. A talaj ember általi közvetlen vagy közvetett bolygatása azonban részben képes mobilizálni a tárolt szenet. A gyakori talajművelés, szántás, lazítás stb., átrendezi a talajban működő természetes folyamatok dinamikáját.

Az egyik lényeges hatás a talaj bolygatása közben a talaj szellőztetése, amely két úton is hozzájárul a szén mobilizációjához. A talaj idealizált térfogati összetételében a levegő a talaj térfogatának egynegyedét teszi ki, másik negyede víz, 45%-a ásványi anyag, 5%-a szerves anyag. A különböző méretű pórusokat kitöltő levegőben a széndioxid tartalom 6% körüli (levegőben: 0,037tf%). A szellőztetés egyrészt üvegházhatású gázok (ÜVHG) felszabadulásához vezet (szén-dioxid, metán, dinitrogénoxid), másrészt mivel megváltoztatja a szén-dioxid koncentrációját, s megnöveli az oxigénkoncentrációt, ezért a talajban az oxidatív folyamatok kerülnek túlsúlyba.

Csak Magyarországon évente 4,8 millió hektáron 30-32 milliárd m3 talajt mozgat meg a földművelő. A talaj kiszántásakor annak rétegezettsége vagy megfordul, vagy részben átfordul, ami azzal jár, hogy a mélyebben lévő, anaerob körülmények uralta rétegek aerob körülmények közé kerülnek, a felsők pedig rossz oxigénellátás közé. Az alulra került rétegekben tömeges baktériumpusztulás indul meg, az ásványosodás lelassul. Felül a mikroorganizmusok aktiválódnak, a lebontási folyamatok, humuszbontó folyamatok felgyorsulnak. A humusz degradációjával romlik a talajszerkezetesség. A szerkezetességet tovább rontja az esőcseppek, valamint a taposás mechanikai hatása, amelyek a pórustérfogatot csökkentik. Az eketalp tömörödötté válik, benne a fermentáló baktériumok kapnak nagyobb szerepet, amelyek toxikussá teszik a talaj ezen rétegét a növényi gyökerek számára, így azok képtelenek ezeket a talajmélységeket használni. A szántással kapcsolatos problémák enyhítésére alkalmazott mélylazítás (50-70 cm) ugyancsak növeli az aerob dinamikát a talajban. Ez ugyan detoxikálja a mélyebb rétegeket, de ott is megnöveli az oxigén jelenlétet, s ezzel mobilizálja a szenet.

Látható, hogy a talajművelés nagyban megzavarja a talaj biodinamikáját, ugyanakkor a növénytermesztésre gyakorolt hatásai egymásnak ellentmondók. A talaj szénháztartását illetően elmondható, hogy összességében csökkenti a szerves szénmennyiségét, s növeli a talaj széndioxid leadását. Szabó István Mihály „Az általános talajtan biológiai alapjai” (Mezőgazdasági kiadó, 1986) című könyvének 331. oldalán Schneider (1975), Keulen (1980) munkásságára hivatkozva a következőket írja: „A légkör szén-dioxid készleteinek növekedése, amelynek hatására az elkövetkező ötven évben a mezőgazdasági termelésre is kiható klímaváltozásokkal kell számolnunk, a fosszilis energiahordozók elégetésén kívül elsősorban is a szárazulatok talajainak szervesanyag-veszteségeire vezethető vissza, …Stuvier (1978) szerint a földfelszín szerves szénkészletei 1850 és 1950 között több mint 100 gigatonnával csökkentek (100 milliárd tonna)”. Ez a mennyiség megközelíti az ebben az időszakban elégetett szén mennyiségét. A periódust követően valószínű, hogy a fosszilis energiahordozók elégetéséből származó szén-dioxid sokkal nagyobb mértékben nőtt, mint a mezőgazdasági talajművelésből származó kibocsátás. A kibocsátást csökkenthették volna az agrotechnikai eljárások változásai, a kevesebb talajműveléssel járó gazdálkodás, de nyilván az újabb és újabb gazdálkodásba vont földterületek kompenzálták a kedvező hatásokat. Ha csak továbbra is évente 1 milliárd tonna szén mobilizációjával számolunk, az akkor is egy olyan jelentős diffúz kibocsátás, amely döntően járul hozzá a légkör terheléséhez.

A légkör ÜVHG terhelésében a talajművelés a műtrágyázáson keresztül is szerepet játszik. A talaj természetes biodinamikájához tartozik, hogy a fölösleges mennyiségben jelenlévő nitrogént a denitrifikáció eltávolítja a talajból. Oxigén hiányában a fakultatív anaerob baktériumok nitrátlégzésre térnek át, ennek segítségével égetik el a szervesanyagokat. A denitrifikációban ezért a nitrit és nitrát nitrogén-monoxiddá, dinitrogén-oxiddá és nitrogénné redukálódik. A talajból távozó nitrogén gázok kb.10%-a dinitrogén-oxid.

Régen úgy gondolták, hogy denitrifikáció káros folyamat, mert csökkenti a talaj nitrogéntartalmát. Ezért is erőltették a talaj fokozott szellőztetését, hiszen a talajlazítás során felvett oxigén csökkenti a denitrifikálók aktivitását. Valaki úgy gondolhatná, hogy ez nagyon jó, így legalább kevesebb dinitrogén-oxid kerül ki a levegőbe. Ám ha a denitrifikáció nem távolítja el a fölösleges nitrogént, akkor a nitritek, nitrátok a talaj és talajvíz, majd az élővizek nitrátosodásához járulnak hozzá.

A denitrifikáció szerepe azonban pont azáltal nélkülözhetetlen, hogy az ember mesterségesen fixál nitrogént a levegőből, s nitrogén műtrágyák formájában azt bejuttatja a talajba. A túlzott műtrágyahasználat vezet a nitrogénfölösleghez, s fokozódó denitrifikációs aktivitáshoz. Végül tehát így lesz a műtrágyázásból fokozódó üvegházhatás. Ha pedig ezt a rossz tulajdonságot szeretnénk az oxigén jelenlétével kiküszöbölni, akkor pedig éppen több szenet mobilizálunk.

Természetesen az ember okoskodása mindenképpen megtörik az ökológiai rendszerek (kibernetikus nyílt rendszerek) önszabályozási mechanizmusain.

Sokan gondolják úgy, hogy a légkörben halmozódó szén-dioxid, vagy a talajban fölöslegben lévő nitrogén – mint alapvető alkotói a szerves anyagoknak – fokozni fogják a szervesanyag produkciót. Ez azonban a különböző tápanyagok felvételének egymás általi limitáltsága miatt nem így van. Például hiába igyekeznek géntechnológusok rávenni növényeinket a nitrogénfixációra, ha a fixálható mennyiséget limitálja a magas energiaigény, a molibdén, vas, kén elegendő jelenléte, vagy éppen a folyamat oxigénérzékenysége. A növekvő szén-dioxid

koncentráció maga is limitáló tényező a talajban, mert gátolja '61 növények víz-, kálium-, nitrogén-, foszfor-, kalcium- és magnéziumfelvételét. Az agrotechnikai műveletek nemcsak a talaj biodinamikájának megzavarása miatt járnak szén-dioxid kibocsátással, hanem közvetett módon is a szén mobilizációjához vezetnek. A közvetve előidézett folyamatok közül a talajpusztulást (defláció, erózió), s a vizes területek lecsapolását kell megemlíteni, mint az időlegesen raktározott szén mobilizációjának a forrását.

Az agrotechnikai műveletek legkézenfekvőbb összefüggése a szén-dioxid kibocsátással a műveletek végrehajtásához használt fosszilis energiahordozó elégetése. Nem ennyire nyilvánvaló azonban, hogy a gépek üzemeltetéséhez használt hajtóanyagok, kenőanyagok virtuális szén-dioxid kibocsátását is itt kellene számba venni, hasonlóan a virtuális energiafelhasználáshoz az energiamérlegben.

A szén-dioxid mérleghez tartozik a termesztéshez szükséges műtrágya, szervestrágya és növényvédő szer előállításának, szállításának, kijuttatásának látható és virtuális energiafelhasználására eső szén-dioxid kibocsátás is. Illő számba venni az összes szállítási út és eszköz energiaigényét reprezentáló, továbbá a logisztikai műveletek és létesítmények látható és virtuális energiafelhasználásának szén-dioxid kibocsátását. Ezután kell számolni a primer mezőgazdasági termékek konverziójának energiaigényére adódó szén-dioxid kibocsátással. Ez az átalakítási utak milyenségével, szakaszainak számával és hatékonyságával változik. Jól látható az etanol esetében, hogy mennyire fontos a virtuális kibocsátások számbavétele is a teljes életcikluson keresztül. Az etanol elégetésénél kiemelik annak alacsony szén-dioxid kibocsátást, ám nem számolják, hogy az alkoholos erjedésnél már elszállt a maradék.

Ezt követi a létrehozott, közvetlenül hasznosításra szolgáló hajtóanyag elégetése közben keletkező szén-dioxid mennyiségének figyelembe vétele a mérlegben.

Az energiamérleghez hasonlóan nehéz, de egyáltalán nem jelentéktelen kérdés, hogy hol számoljuk el azoknak az energia-befektetéseknek a szén-dioxid terhelését, amelyeket azért kell megtennünk, hogy a létrejött közvetlen és közvetett környezeti károkat orvosoljuk?

Ezek után térhetünk vissza a bevezetőben feltett három kérdés megválaszolására.

Az nyilvánvaló, hogy magának a hajtóanyagnak az elégetésekor annyi szenet égetünk el, mint amennyit a biomasszát reprezentáló hajtóanyag megkötött. A teljes biomassza nem kerül teljes mértékben elégetésre, pl. lehullott levelek, gyökerek stb., a talajban bomlanak le, s nagyjából egyensúlyba kerülnek a megkötést, kibocsátást illetően. Hangsúlyozni kell azonban, hogy a talajban időleges tárolásra kerülő szénkészlet lényegesen kevesebb, mintha a biomasszát teljes egészében a talaj hasznosítaná, s ezzel a mérleg a kiindulási állapothoz képest pozitív a kibocsátási oldalon.

Természetesen az elsőszámú érvelés teljesen félrevezető, hiszen megfeledkezik arról, hogy az égetésre kerülő hajtóanyag elégetéséig vezető folyamat szén-dioxid kibocsátása – még a legrövidebb hasznosítási út esetén is – a mérleget szuficitessé teszi a kibocsátás szempontjából. Ezért a második állítás, hogy a biomassza megtermelése, szállítása és elégetése során bocsátunk ki annyi szén-dioxidot, mint amennyit megkötött növekedése során, teljes képtelenség.

A harmadik állításon, hogy maga a folyamat ugyan nem szén-dioxid semleges, de a helyettesítésre kerülő fosszilis energiahordozók elégetéséhez képest szén-dioxidot takarít meg, ezen lehetne gondolkodni.

Mint az ökológiai lábnyom koncepció alapján ismert, energiafogyasztásunk is kifejezhető területben. Ennek alapja két számolási út. Az egyik azt számolja, mekkora területre van szükségünk ahhoz, hogy a fosszilis tüzelőanyagok elégetéséből származó szén-dioxidot elnyelje. Míg az ún. etanolhelyettesítési módszer azt mutatja meg, hogy mekkora területen lehet helyettesíteni ekvivalens mennyiségű fosszilis energiahordozóból származó energiát. Íme Rees és Wackernagel számításainak eredménye.

Energiahordozó	Produktivitás (gigajoule/ha/év)	100 gigajoule/év lábnyoma hektárban
Fosszilis
Etanol módszer	80	1,25
Széndioxid elnyelés	100	1,0
Vízierő (átlag)	1,00	0,1
alsószakasz	150-500	0,2-0,67
felsőszakasz	15 000	0,0067
Napkollektor	40 000	0,0025
Napelem	1 000	0,1
Szélenergia	12 500	0,008

Mint jól látható, az etanolhelyettesítési módszernek nagyobb a lábnyoma. Miért? Mert ahhoz, hogy megtermeljük a biomasszát, feldolgozhatóvá tegyük, s feldolgozzuk, ahhoz fosszilis energiahordozókból származó energiára van szükség.

Végül, annak a kérdésnek a feltevése, hogy szén-dioxid semleges-e a biomassza felhasználása, teljesen értelmetlen, hiszen az egész ökoszisztéma történéseit, s annak ÜVHG következményeit csak együttesen vizsgálhatjuk. Ebben a megközelítésben számolnunk kell más, a folyamathoz tartozó ÜVHG kibocsátásokkal is, mint amilyen a metán, dinitrogén-oxid, vízgőz stb.. A szén-dioxid globális egyensúlyát vizsgálva a biomassza felhasználással összefüggésben meg kell említeni, hogy az energetikai alapanyag-termelésre felszabadított természetes erdőkből alkalmasint több szén-dioxid szabadul fel kitermelésük, s a faanyag elégetése során, mint amennyi a közlekedésben elégetett üzemanyagokból származik. Egy hektár cukornád ugyan lehet, hogy megköt majd 13 tonna széndioxidot, ám ez a mennyiség 20 tonna lenne, ha a területen megmaradt volna az eredeti erdő. Arról nem beszélve, hogy az erdő klímakiegyenlítő szerepe messze kedvezőbb, mint egy cukornád ültetvényé.

A fent vizsgált három kérdéssel szemben viszont jogosan feltehető az a kérdés, hogy a mezőgazdasági szerkezetváltás járhat-e energiafelhasználási megtakarítással és környezeti teher megtakarításával. Erre a kérdésre a válasz egy feltételes igen, tehát az a kérdés, hogy mi az új szerkezet. Az üzemanyag célú termelés a jelenlegi termelésbe vont fajták területi átrendeződését vonná magával, de nem jelentene művelésiág-változást. Ezzel szemben a művelésiág-váltás a szántóföldi növénytermesztésről az energetikai célú fásszárú ültetvények irányába az előző kultúrákhoz képest javíthatja a környezeti teljesítményt. Itt sem lehet azonban magát a termesztésfolyamatát a konverzió folyamatától elválasztani.

Energetikai célokat szolgáló mező- és erdőgazdálkodási alapanyag-termelés akkor elfogadható,

• Ha a felhasznált területen az előző felhasználással összevetve csökken a környezeti terhelés.
• Ha a teljes életciklusra kivetítve, a virtuális energiafelhasználásokat is figyelembevéve, az alapanyag és az abból történő energiatermelés, valamint a megtermelt energia hasznosítása pozitív környezeti mérleget mutat.
• Javul az energiabevitel és -kihozatal aránya.
• Ha javulnak a biodiverzitási mutatók, mind mennyiségi, mind minőségi vonatkozásban.
• Ha tájhonos fajok kerülnek haszonvételbe, kizárva az invazív és genetikailag módosított fajokat.
• Ha az eredeti ökológiai feltételeknek (talaj, vízháztartás, klíma) megfelelő, az azokat megtartó termesztéstechnológia kerül kiválasztásra, amely nem csökkenti az adott ökológiai rendszer megújuló képességét.
• Ha a használat célja és eredménye bizonyítottan előnyösebb társadalmilag a megelőző használatnál.
• Ha a hasznosítás nem hoz hátrányba társadalmi csoportokat, azaz az energetikai hasznosítással összefüggésben nem sérülnek az alapvető szükségletek kielégítésének lehetőségei, s nem nő a társadalmi polarizáció.

A megadott szempontok alapján ki kell dolgozni a különböző biomassza-hasznosítási módok fenntarthatósági elemzésének modelljét, s elemzések útján kell meggyőződni a feltételek teljesüléséről. Csak a teljes életciklusban pozitív társadalmi és környezeti eredményt hozó hasznosítási módokat szabad engedélyezni.