bélyeg|Szélerőműpark Schneebergerhof. Az előtérben napelempanelek, mögöttük két Enercon E-66 (1,5 MW) típusú között egy Enercon E-126 (7,5 MW) típusú szélturbina Az energiaátmenet a fosszilis energiahordozók és az atomenergia nem fenntartható hasznosításáról a megújuló energiákat használó fenntartható energiaellátásra való áttérést jelenti. A kifejezés a németországi Freiburg im Breisgauban működő Öko-Institut 1980-ban megjelent könyve Az energiaátmenet a hagyományos, fosszilis tüzelőanyag alapú energiaforrásokról a tisztább, fenntarthatóbb alternatívákra való globális átállásra utal. Ez magában foglalja a megújuló energiaforrásokra, például a nap-, szél-, víz- és geotermikus energiára való áttérést, miközben csökkenti a fosszilis tüzelőanyagoktól, például a kőszéntől, a kőolajtól és a földgáztól való függőséget. Az energetikai átállás mögött több tényező áll, többek között az éghajlatváltozás elleni küzdelem, az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentése, az energiahatékonyság javítása, az energiabiztonság növelése és a gazdasági fejlődés előmozdítása.
Az energiaátmenet (összefoglaló) Az energiaátmenet célja a hagyományos energiaipar által okozott ökológiai, társadalmi és egészségi problémák minimalizálása, valamint a külső költségek árakba való beépítése, hiszen ezeket a külső költségeket eddig alig árazták be az energiapiacon. Tekintettel a globális felmelegedésre, amelyet nagyrészt az emberi tevékenység okoz, ma különösen fontos az energiaipar szén-dioxid-mentessé tétele a fosszilis tüzelőanyagok, például a kőolaj, a szén és a földgáz használatának megszüntetésével. A fosszilis tüzelőanyagok véges volta és az atomenergia veszélyei szintén fontos okai az energetikai átállásnak. A globális energiaprobléma megoldása a 21. század legfontosabb kihívásának tekinthető.
Az energiaátmenet három ágazatot foglal magában: a villamos energia előállítását, fűtést és hűtést és a mobilitást (közlekedést), valamint a fosszilis nyersanyagoktól való elszakadás perspektíváját, például a műanyaggyártás vagy a nitrogén műtrágya esetében. Az energiaátmenethez kapcsolódó kiszállás a szénből és a kőolajból azt is jelenti, hogy a meglévő energiahordozókból jelentős mennyiséget már nem szabad kitermelni.
Az energiaátmenet lényeges elemei a megújuló energiák kiépítése, az energiatárolók fejlesztésével, az energiahatékonyság növelésével és az energiatakarékossággal együtt. A megújuló energiák: a biomassza, a geotermikus energia, a vízenergia, az árapály-energia, a napenergia (termikus és fotoelektromos hasznosítás) és a szélenergia. A szakértők nézete szerint az egyes szektorok összekötésének fontos szerepe van: ez különösképp igaz a fűtés és hűtés hőszivattyúkkal történő villamosítására és a közlekedés villamosítására.
Az átállás a hagyományos tüzelőanyagokról a megújuló energiákra a világ számos országában folyamatban van. Az energiaátmenet koncepciói, valamint az energiaváltás technológiák, amelyek szóba jöhetnek, jól ismertek.Nicola Armaroli, Vincenzo Balzani: Towards an electricity-powered world. In: Energy and Environmental Science. IV. kötet, 2011, 3193–3222. o. doi:10.1039/c1ee01249e Összefoglaló: „Áttekintésünk célja a villamosenergia-termelés jelenlegi forgatókönyvének elemzése és annak vizsgálata, hogy lehetséges-e egy villamosenergia-alapú világ, megjelölve, hogy mely primérenergia-formákat kellene leginkább hasznosítani. Jelenleg az emberiség által felhasznált primérenergia nagy része, beleértve a villamosenergia-termeléshez használt energiát is, fosszilis tüzelőanyagokból származik, amelyeket fokozatosan ki kell vonni a termelésből, mert súlyosan károsak az éghajlatra, a környezetre és az emberi egészségre, ráadásul készleteik nagyrészt kimerülnek ebben az évszázadban. A fosszilis tüzelőanyagokon alapuló technológiák, nevezetesen az atomenergia és a megújuló energiaforrások (szél, víz, koncentrált napenergia, napelemek, biomassza, geotermikus energia, árapály energia) felváltására készülő összes energetikai technológia alapvetően villamos energiát termel, és ez arra utal, hogy a 21. század folyamán fokozatosan át fogunk térni a villamos energián alapuló gazdaságra. A nukleáris technológiákhoz kapcsolódó gazdasági, műszaki, etikai és társadalmi kérdések, valamint a megújuló energiák (különösen a szél- és napenergia) váratlanul gyors terjedése arra utal, hogy ez utóbbiak egyre fontosabb szerepet fognak játszani a villamosenergia-termelésben. A jelenlegi, több mint egy évszázaddal ezelőtt kialakított, egyirányú, a közművek és a fogyasztók közötti egyirányú energiarendszer jelentős átalakításra szorul, hogy lehetővé váljon egy olyan intelligens hálózat kiépítése, amely a változó megújuló energiaellátást és a végfelhasználói kereslet ingadozását a fogyasztók és a közművek közötti információcsere révén képes kezelni. Ennek eléréséhez a kis (pl. akkumulátorok, kondenzátorok) és nagy (pl. szivattyús vízerőmű, sűrített levegőtároló, elektrolitikus hidrogén) tárolóeszközök és létesítmények kutatására és fejlesztésére irányuló erőfeszítésekre van szükség. Közép- és hosszú távon a villamosenergia-termelés bővülése valószínűleg a belső égésű motorok fokozatos felváltásához vezet majd az autóiparban elektromos motorokkal, amit az egyéni közlekedésről a tömegközlekedési rendszerek felé történő elmozdulás kísér. Még hosszú út áll előttünk a fosszilis tüzelőanyagok korszakából, de ez a kihívás csak akkor kezelhető, ha a szénmentes villamos energia nagymértékben felváltja a nem megújuló és éghajlatváltozást okozó fosszilis tüzelőanyagok közvetlen elégetését.” Már 2011-ben úgy vélték, hogy technikai szempontból 2030-ra teljes globális energiaátállás valósulhat meg. A politikai és gyakorlati problémák azonban csak 2050-ig teszik majd lehetővé az energiaátmenet megvalósulását. Az energiaátmenet legnagyobb akadályának egyes szerzők a politikai akarat hiányát tartják.Mark Z. Jacobson, Mark A. Delucchi: Providing all global energy with wind, water, and solar power, Part I: Technologies, energy resources, quantities and areas of infrastructure, and materials. In: Energy Policy 39, Vol. 3, 2011, 1154–1169. o. Összefoglaló: Az éghajlatváltozás, a környezetszennyezés és az energiaellátás bizonytalansága korunk legnagyobb problémái közé tartozik. Ezek megoldása jelentős változásokat igényel az energia-infrastruktúránkban. Elemeztük annak megvalósíthatóságát, hogy világszerte minden célra (villamos energia, közlekedés, fűtés/hűtés stb.) szélből, vízből és napfényből (WWS=wind, water, sunshine) származó energiát biztosítsunk. (…) Javasoljuk, hogy 2030-ig minden új energiát WWS-sel állítsunk elő, és 2050-ig helyettesítsük a már meglévő energiát. A terv megvalósításának elsősorban társadalmi és politikai, nem pedig technológiai vagy gazdasági akadályai vannak. A WWS-világban az energiaköltségeknek a maihoz hasonlónak kell lenniük. Mind globális szinten, mind Németországra vonatkozóan tanulmányok arra a következtetésre jutottak, hogy a megújuló energiarendszer energiaköltségei feltehetőleg a hagyományos fosszilis-nukleáris energiarendszerével azonos szinten vannak vagy ennél kedvezőbbek.
Dánia az energiaátmenet úttörőjének számít: 2012-ben már villamosenergia-szükségletének 30%-át fedezte szélenergiából. Dánia 2050-re mindhárom ágazatban teljes mértékben megújuló energiaellátásra törekszik. Szintén fontos a német energiafordulat, amelyet világszerte elismertek és követtek, de kritikát és elutasítást is kapott.
Az energiaátmenet Németországban már az 1980-as években elkezdődött a megújuló energiák elterjedésével és az atomerőművek alternatíváinak keresésével. Miközben a tudományos közösségben egyetértés van a megújuló energiák bővítésének, az energiahatékonyság növelésének és az energiatakarékosságnak az alapvető szükségességéről, a konkrét intézkedéseket gyakran politikai viták kísérik.
A nyilvános vita gyakran a villamosenergia-ágazatra szűkíti le az energiaátmenet fogalmát, holott ez az ágazat Németországban a teljes energiafogyasztásnak csak mintegy 20%-át teszi ki. Hasonlóképpen a politikai és nyilvános vita gyakran figyelmen kívül hagyja azt a tényt, hogy az energiaátmenet sikeréhez nemcsak a megújuló energiák elterjesztésére és az energiahatékonyság növelésére van szükség, hanem arra is, hogy az elegendő energia biztosítása érdekében viselkedésünk megváltozzék, azaz a fogyasztási szokásaink megváltoztatása révén energiát takarítsunk meg.
Az energiaátmenet története Az energiaátmenet előtörténete Történetileg nézve már sokkal a modern törekvéseknél korábban javasoltak decentralizált vagy centralizált próbálkozásokat arra, hogy különféle indokokból forduljunk a fosszilis fűtőanyagoktól a modern szemlélet szerint alternatív energiaforrásokhoz. Az energiarendszer korábbi átalakulásának kutatása a 2010-es évek eleji fejlemények tükrében még fontosabbá vált.
A fosszilis energiahordozók végessége és az éghajlattudomány alapjai Az egyes dokumentumok azt mutatják, hogy már az ipari forradalom előtt is tudták vagy bizonyos esetekben sejtették a fosszilis nyersanyagok véges voltát. A 16. században például Nagy-Britanniában egyesek attól tartottak, hogy a kőszénkészletek hamarosan kimerülhetnek. Ezért a szénre vonatkozó kiviteli tilalmakat a parlamentekben megvitatták, és Skóciában 1563-ban elfogadták. A 18. századig azonban elterjedt volt az a nézet, hogy a szénkészletek kimeríthetetlenek. A 18. század végétől kezdve ismét számos, részben nyilvános vita folyt a széntartalékok végességéről és ennek hatásáról, és ezek a viták Nagy-Britanniából a kontinensre is átgyűrűztek. A 19. század eleji közgazdászok többsége, például Adam Smith, nem állandó gazdasági növekedést, hanem a jövőben egy a természeti körülmények által kikényszerített stacionárius állapotot feltételezett.
bélyeg|300px|William Stanley Jevons
Végül William Stanley Jevons (1835–1882) angol közgazdász kutatása vált jelentőssé. Míg a szénfogyasztás korábbi előrejelzései az akkori éves szénfogyasztást változatlanul a jövőbe vetítették, vagy az abszolút növekedést lineárisan folytatták, Jevons 1865-ben megjelent tanulmányában elsőként fogalmazta meg, hogy a szénfogyasztás exponenciálisan fog növekedni, és a növekedési ütemet évi 3,5%-ban határozta meg. Ebből arra a következtetésre jutott, hogy ez az exponenciális növekedés egy bizonyos számú év után olyan hatalmas számokhoz kell, hogy vezessen, hogy minden véges nyersanyagforrás egy idő után kimerül, függetlenül attól, hogy valójában mekkorák a tartalékok.
Németországban a 19. század végétől kezdve szintén nagy vita folyt az esetleges energiahiányról, és a Föld erőforrás-kapacitásáról is vitát folytattak. Többek között Rudolf Clausius fizikus például az 1885-ös Ueber die Energievorräthe der Natur und ihre Verwerthung zum Nutzen der Menschheit (A természet energiatartalékairól és azok hasznosításáról az emberiség javára) című írásában aggodalmát fejezte ki különösen a szénkészletek végessége miatt. E megfontolások alapján „bölcs gazdaság bevezetésére” szólított fel, és arra figyelmeztetett, hogy „amit a talajban a korábbi idők örökségeként találunk, és nem lehet mással helyettesíteni, azt nem szabad pazarló módon felélni.” E megfontolások alapján sürgette „a bölcs gazdaság bevezetését”, és arra intett, hogy „azt, amit letűnt korok örökségeként a talajban találunk, azt, amit semmi mással nem lehet pótolni, ne vesztegessük el el pazarló módon.” Minél hamarabb fordítjuk meg a dolgokat, annál jobb lesz a jövő számára. A szénkészletek pazarló felhasználásának tézisét széles körben osztották.