EEI: Earth Energy Imbalance, azaz a Föld energiamérlegében lévő egyensúlyhiány. Az egyensúlytalanság kapcsán beszélhetünk annak pillanatnyi értékéről, illetve egy adott időtartam alatt többletként felhalmozódott energiamennyiségről. A pillanatnyi energiaáramlásokat számtalan tényező befolyásolja. Milyen energiával sugároz a Nap? Milyen szögben áll a Föld és milyen felszínre érkezik a napsugárzás? Fehérre, amelyről visszaverődik, vagy sötétre, amely elnyeli? Mekkora a Föld aktuális átlaghőmérséklete? Milyen nagyságú az ehhez tartozó hőkisugárzás és mennyit tartanak itt ebből az üvegházgázok?
Képzeletben tegyünk fel egy fazék vizet a gáztűzhelyre és gyújtsunk alatta lángot. A víz melegedésének sebességét befolyásolja a meggyújtott láng nagysága, az edény mérete, a benne lévő víz mennyisége és az is hogy teszünk-e fedőt rá vagy sem. Létezik olyan elegye a fentieknek, amikor a gázláng már csak arra elég, hogy pótolja a víz és az edény folyamatos hőkibocsátását és fenntartson egy állandó vízhőmérsékletet. Konyhaművészek gyakran keresik ezt az állapotot, ha például egy húsdarabot szeretnének hosszabb időn át puhítani „lassú tűzön”. Ez az egyensúlyi állapot mindaddig fennáll, amíg valamilyen jelentősebb változást nem eszközlünk, például megnöveljük a gázlángot vagy feltesszük a fedőt.
A Föld felszínének átlaghőmérséklete immár évtizedek óta folyamatosan emelkedik. Ennek oka, hogy változások álltak be azokban a körülményekben, amelyek fenntartották a korábbi viszonylag stabil állapotokat. Harminc nemzetközi kutatóintézmény 39 tudósa vett részt abban a kutatásban, amelynek tárgya az EEI értékének meghatározása volt. A kutatás eredményeit az Earth System Science Data folyóirat publikálta 2020. szeptember 7-én. A tanulmány szerint „az EEI, ez az egyszerű szám, a legalapvetőbb mennyiség, amellyel a tudományos közösségnek és a közvéleménynek is tisztában kell lennie ahhoz, hogy megértse mennyire sikeres – illetve mennyire sikertelen – az emberiség a klímaváltozás negatív folyamatainak kontroll alatt tartásában.
Az EEI tehát azt a különbséget jelenti, amely a Földünkre érkező napsugárzás energiája és a Földről távozó energiamennyiség között van. A fosszilis energiahordozók égetése miatt a légkörben folyamatosan növekvő mennyiségű üvegházgázok hatása miatt csökken a Földről eltávozó energia, amely már évtizedek óta kisebb, mint a besugárzott energia, a különbség pedig itt marad és melegíti a bolygónkat.
A kutatásban részt vevők számításai szerint a különbség az 1971-2018-as időszakban összesen 0,358 YJ (yottajoule) energiával melegítette a Föld különböző területeit. 89%-a az óceánt, 6 % a szárazföldeket, 4 % a jégolvadás során nyelődött el és csak csupán kb. 1 %-a fordítódott arra, hogy az atmoszféránkat melegítse. Kb. 4 ZJ (zettajoule) az az energiamennyiség, amelynek a hatására a földfelszíni hőmérséklet ebben az időszakban közel 1 Celsius fokkal emelkedett! Ezt a 4 ZJ-t 48 évre szétosztva évente átlagosan 83 EJ (exajoule) hőtöbbletről beszélünk a légkörben.
Kilo, mega, giga……exa, zetta, yotta. Ezek az előtagok nem sokat segítenek abban, hogy közelebb hozzuk magunkhoz ezeket a hatalmas számokat, de azzal sem lennénk előrébb, ha az előtagok helyett a nullákat írogatnánk szépen hosszan. Az exa előtaggal arra a számra utalunk, amikor egy 1-es után 18 nullát írunk le, a zetta esetén 21-et, a yotta-nál pedig 24-et. Megpróbálom közelebb hozni ezeknek a számoknak a nagyságrendjét! Az emberiség létszáma közelíti a 10 milliárdot, ezt a számot az 1-es után 10 nullával tudjuk leírni. Ha az emberek számát megszorozzuk 3000 Kcal/fő/nap-pal, amely az elfogyasztott élelmiszerek átlagos energiatartalma, akkor 36 EJ-t kapunk egy évre. Az emberiség által évente felhasznált összes energia pedig 600 EJ.
Ez utóbbit összevetve az évi 83 EJ felhalmozódó többletenergiával látható, hogy az összevethető nagyságrendű az emberiség által felhasznált energiamennyiséggel. Nem is lepődhetünk meg ezen, hiszen az energiafelhasználásunk egyik jelentős célja éppen a hő előállítása. Egyéb célú energiafelhasználásainknak is szükségszerű velejárója a hő, erről a termodinamika 2. fő tétele gondoskodik. Összességében kijelenthető, hogy az emberi civilizáció növekvő energiaigénye melegíti a bolygót. Ez akkor is igaz lenne, ha képesek lennénk az összes energiaigényünket megújuló energiaforrásból előállítani, hiszen a felhasznált energia egy része hő formájában közvetlenül a környezetet melegíti. A fosszilis energiahordozók használatával azonban nemcsak a közvetlen melegítés következik be, hanem a növekvő üvegházhatás ennek sokszorosát tartja vissza. A növekvő üvegházhatás folyamatosan növeli az EEI pillanatnyi értékét. A tanulmány adatai szerint míg az EEI a 1971-2018-as évek átlagában 0,47 W/m2 volt, addig ez a szám a 2010-2018-as években 0,87 W/m2–re emelkedett. A legfrissebb adatok szerint pedig ma már meghaladjuk az 1 W/m2-t. Azaz az egyensúlytalanság mértéke növekszik, ez pedig jelentősen gyorsítja a felmelegedés ütemét.
Mit kellene tennünk? Először is meg kellene állítanunk az EEI növekedését. Ehhez az üvegházgázkibocsátást meg kellene szüntetni. Jelenleg erről folynak a tárgyalások világszinten, azonban érdemi eredmények nélkül és csak sok évtizedes célként megjelölve azt. De ha majd egyszer sikerülne is elérnünk a zero kibocsátású civilizációs működést, még mindig ott lenne egy jelentős, a mainál lényegesen nagyobb pozitív EEI, amely miatt a felmelegedés nem állna meg. Ahhoz, hogy az EEI-t nullára csökkentsük, azaz beálljon egy energiaegyensúly, ahhoz a levegőben lévő CO2 szintet 353 ppm-re kellene csökkenteni a tanulmány szerint, a mai 415 ppm-es értékről. És ha idáig majd egyszer eljutottunk, akkor még mindig kellene valamit kezdeni az addig felhalmozott többlet energiával illetve a civilizációs működés eredményeként folyamatosan a környezetben elnyelődő hőenergia kompenzálásával.
A fenti lépések végrehajtása abban az ütemben, ahogyan ma világszinten hozzáállunk teljességgel reménytelen. Talán lesz eredménye az egyre erősödő törekvéseknek, de az előttünk álló feladat rendkívül nagy, és nem is oldható meg anélkül, hogy energiát fordítanánk rá. Nem képletesen, hanem fizikai energiát. Mert ez egy energetikai probléma és csak energiabefektetéssel oldható meg. De amíg az energia felhasználásunk több mint 80%-a fosszilis energiahordozókból áll, addig a legjobb szándék sem elegendő a megoldáshoz. Sőt a megoldás irányába tett lépések még rontanak is helyzeten hiszen az ezekhez felhasznált energia forrása nagyrészben fosszilis és növeli az üvegházgázok mennyiségét a levegőben.
Csapdahelyzetbe kerültünk, oda navigáltuk magunkat kollektíven. A felhasznált megújuló energia mennyisége 5,3 %-al növekedett a 2019-es évben az előző évhez viszonyítva, mely 934 TWh-nyi energiát jelent, de ez sem tudta megakadályozni, hogy a civilizáció növekevő energiaigénye miatt ne kelljen a fosszilis energiából is többet használni, hiszen az is növekedett 954 TWh-val.
Adhatunk esélyt annak, hogy képesek leszünk egyszer majd bolygómérnöki tevékenységekkel egy olyan egyensúlyi állapotba navigálni a Földet, amely állapot számunkra is élhető ökológiai viszonyokat eredményez. Abban azonban már biztosak lehetünk hogy erre rövid időn belül nem kerül sor. Az addig terjedő időszakban pedig számíthatunk a természet fokozódó csapásaira, amelyek súlyos és kiszámíthatatlan következményekkel járnak majd a ma megszokott életünkre, rendszereinkre. Aki még nem kezdett el felkészülni erre az már biztosan késedelemben van…
