Ugrás a tartalomhoz

História 2002-056

Glatz Ferenc , Láng István , Pálfy József , Medzihradszky Zsófia , Farkas Ildikó , Farkas Ildikó , Mészáros Ernõ , Vajda György , Glatz Ferenc , Glatz Ferenc , Muszatov, Valerij , Keresztessy Csaba , Marx György , Papp Júlia , Ravasz Károly , Ravasz Károly , Anderle Ádám , Farkas Ildikó , Farkas Ildikó , Farkas Ildikó , Farkas Ildikó , Stampa László , Farkas Ildikó , Held József

História

12. fejezet -

Energiaforrások az emberiség történelmében

VAJDA György

Energiaforrások az emberiség történelmében

Az izomerőtől az atomenergiáig

A társadalmi fejlődésnek mindig jelentős tényezője volt az energiaellátás módja, befolyásolva a termelőtevékenységeket és az életvitelt. A társadalom intézményeinek állapota és működése viszont az energiaellátás feltételeire és lehetőségeire gyakorol jelentős hatást.

Emberi motor

Az emberiség néhány millió éves történetének legnagyobb részében csak saját fizikai erejéretámaszkodhatott. Kőkorszakbeli őseink munkája csak a napi fennmaradásukat biztosította – igaz évezredről évezredre javuló színvonalon. Ebben leleményességük volt a meghatározó, szerszámok kifejlesztésével módosítani tudták az erők nagyságát és irányát, és az egyén erejét meghaladó feladatok elvégzésére megszervezték a csoport együttműködését. Mai szemmel azonban az ember két keze munkájával szánalmasan kis fizikai teljesítményt tud felmutatni. Az Egyiptomi Óbirodalom lakosainak összesített ereje sem tudott volna akkora teljesítményt létrehozni, amekkorát egy nagyobb utasszállító repülőgép hajtóműve képvisel. Annál bámulatosabb az elért eredmény, ez a kis energetikai potenciál volt a törzsfejlődés háttere az ősembertől a homo sapiensig, ez a kis emberi motor teremtette meg a hatalmas ókori birodalmakat, ez hozta létre az anyagi javaknak és kulturális értékeknek csodálatra méltó gazdagságát.

Biológiai „erőgépek”

Ősi törekvés az emberi munka kiegészítése természeti erők bevonásával. Ezek egyik lehetősége az állati energia hasznosítása. A rézkorba nyúlik vissza a folyami kultúrák területén a megszelídített állatok alkalmazása igavonóként, majd a bronzkorban megszelídítik a lovat is. A ló fizikai munkavégző képessége 15-szöröse az emberi teljesítménynek, de a 11. századig, amíg nem jelent meg a célszerű hámiga és a patkó, ennek csak tört részét tudták kiaknázni. A tartósan nagy erő kifejtésére képes lovat malmokban, bányákban gépek működtetésére is használták, de a legjelentősebb szerephez a mezőgazdaságban, a szállításban, a kereskedelemben és a hadviselésben jutott. A hadseregek mozgékonysága és hatósugara alapvetően a lovakon múlott, s a népvándorlás sem kuszálta volna össze két kontinens etnikai térképét, ha a nomád harcosok nem ülnek lóra. A feudális lovagok szinte lóháton éltek, a ló e társadalmi rend egyik státusszimbóluma volt. Még az első vasutat is lovak vontatták, de a modern kor erőgépeivel már nem tudták felvenni a versenyt, a gazdasági életből az állati energia végleg kiszorult.

Víz, szél, tűz

Idővel rá kellett jönni, hogy a gondozást és táplálást igénylő biológiai erőgépek helyett jobb megoldást jelentenek a természeti erőkre alapuló technikai energiaforrások. A vízfolyások erejét őrlésre, vízemelésre már az ókori folyami kultúrákban is hasznosították, de a vízimalmok tömeges alkalmazására csak a középkorban került sor. A 18. században a gyorsan iparosodó országokban a gyáripar csíráit képező manufaktúrák legjelentősebb hajtóereje a nagy erők kifejtésére képes vízikerék, tömegesen használták vashámorok, fonodák, fűrésztelepek stb. működtetésére, kohóknál levegőbefújtatásra. A folyóktól távol a szélmalmok töltöttek be hasonló szerepet. A vízi- és szélmalmok konstruktőrei a műszaki kultúra terjesztői is, a kor első kezdetleges munkagépeit is gyakran ők alkották meg.

A szél a tengereken játszotta el főszerepét a történelemben. A szél segítette a föníciai és a görög hajósokat a földközi-tengeri kolóniák kiépítésében és a virágzó antik világ megteremtésében. A szél hajtotta a portugál karavellákat a nagy földrajzi felfedezésekhez és szállította a katonákat és kereskedőket a hatalmas gyarmatbirodalmak megteremtéséhez.

Az energetika legnagyobb vívmánya a tűz, e vad elemi erő meghódítása volt. A tűzhasználat felgyorsította a faj fejlődését is, hiszen a sült hús rövidebb emésztési ideje révén meggyorsult az agy fejlődése. A barlangok mélyén fényt és meleget biztosító tűz átformálta az életmódot, biztonságérzetet sugallva és megnyújtva a nap aktív idejét. Szervező erő is, hiszen kondenzációs magként maga köré gyűjti az embereket. A tűz fegyver is, őrzi a nyugodt éjszakai pihenést, egy izzó fahasábbal el lehet riasztani a félelmetes ragadozókat, füstje elűzi a gyötrő rovarokat, lángja védelmezi a barlangban hátrahagyott gyermekeket, megnövelve az utódok életben maradásának valószínűségét. A tűz melegének köszönhetően a ridegebb természeti viszonyok sem akadályozták a Föld benépesítését, és ebben még a jégkorszakok sem jelentettek akadályt.

A természeti erők által gyújtott tüzet megszerezve, az ősember kezdetben valószínűleg csak fenntartani és táplálni tudta azt, gerjeszteni nem. Őseink minden éghető szerves anyagot eltüzeltek, ami a kezük ügyébe került, fadarabokat, trágyát, állati és növényi hulladékot. Iszonyatos munka lehetett a kőkorszak folytonégő tűzhelyein a falánk lángok állandó táplálása. Nem meglepő, hogy e féktelen, létfontosságú erő szolgálata helyenként még emberáldozatot is megkövetelő tűzimádattá változott. A mesterséges tűzgyújtás módja bizonyos anyagok szikrát csiholó dörzsölésével korszakalkotó találmány volt. Bizonyára nagy hatalom is volt a tűz gerjesztésére képes varázslók kezében, a tűz őrzői és csiholói az ősi közösségek legfelelősségteljesebb funkcionáriusai lehettek. A varázslat azonban szétfoszlott, ahogy a tűzgyújtás csodája mindennapos tevékenységgé egyszerűsödött.

A hő hasznosítása

A technika történetének jelentős része arról szól, hogyan lehet az égés hőjével feladatokat megoldani. Annak felfedezése, hogy izzó kődarabok bedobásával egy faedényben fel lehet forralni a vizet, a főzés kifejlődésére vezetett. A neolit korban néhány tűzbe esett tapasztott kosár árán rájöttek a fazekasság titkára, megszületett az első kézműves mesterség. Használták a tüzet erdőirtásra, hogy bővítsék a termőföldet, később alkalmazták a bányákban is kövek repesztésére.

A szó szoros értelmében „korszakalkotó” felismerés volt, hogy a tűz segítségével egyes kövekből fémeket lehet kinyerni, és a meleg megkönnyíti azok alakítását. Ahogy fejlődött a tüzelés technológiája és sikerült magasabb hőmérsékletet elérni, úgy nyílt meg az út a rézkor, a bronzkor, majd a vaskor előtt. Ezzel párhuzamosan tökéletesedtek a szerszámok, a fegyverek, a különféle eszközök, nőtt a termelékenység és javult az élet minősége. Az égetőkemencék fejlődése – már a bronzkorban – nagy lökést adott a sok hőt igénylő mesterségek fejlődésének: Egyiptomban és Mezopotámiában sok fémöntő, arany- és rézműves, pék, serfőző, mosodás, üvegfúvó, fazekas, téglaégető műhely jött létre. A réz- és bronzkor eszközei csak lassan terjedtek, a legtöbb használati tárgy még kőből és fából készült, mert a rézércek ritkák és fémtartalmuk kicsi, a kor kohászata pedig kezdetleges volt.

A minőségi változást a vas megjelenése jelentette három-négy évezreddel ezelőtt. A vasércek sokkal nagyobb tömegben és sokfelé fordulnak elő, fémtartalmuk is jóval nagyobb, mint a rézérceké. A gödörben történő kiolvasztást idővel felváltotta a kovácsolható vas előállítása faszenes redukcióval, bucakemencékben. A vas széles körű használatának feltétele a redukcióhoz, olvasztáshoz és megmunkáláshoz szükséges magasabb hőmérséklet, amit a gyorsabb égést biztosító levegőbefújtatással lehet elérni. A vas előnyös tulajdonságai ugrásszerű fejlődést tettek lehetővé előbb a fegyverek készítésében, majd a munkaeszközök tökéletesítésében. A lépéstartás egyben politikai kérdés is, az Egyiptomi Birodalom elbukik, mert nincs elegendő tüzelőanyaga a vaskohászat megalapozásához.

A tüzeléstechnika és a kézműves szakmák fejlődése kéz a kézben haladt. A 17. századba a vízikereket is bevonták a fújtatók működtetésébe, a nagyobb légárammal magasabb kemencéket lehetett építeni, megszülettek az igazi kohók. E lépéssel nemcsak nagy mennyiségű öntött vas termelése előtt nyílt meg az út, hanem a selejtnek tekintett nyersvasból egy második olvasztással az acélgyártás is megkezdődött. A következő lökést már a gőzgép adta a fújtatók teljesítményének további növelésével.

A gőzgép forradalma

A tudományos ismeretek bővülése és a technika fejlődése egyre több célszerű és nagy termelékenységű gépet és mechanizmust hozott létre, mindenekelőtt a textil- és gépiparban. A 18. század közepén Angliában minden készen állott az ipari forradalomra, csak működésbe kellett hozni. Ez azonban nem indulhatott volna útjára fő erőgépe, a bárhol felállítható, nagy teljesítményű, könnyen szabályozható gőzgép(1769) nélkül. Pályafutása példátlan, gyorsan kiszorította minden riválisát. Az 1800-as évek közepére Nyugat-Európában és Észak-Amerikában a gőzgépre támaszkodó gépi nagyipar vált uralkodóvá, és alapozta meg máig kiható erővel e térségek ipari vezető szerepét. A gőzgép forradalmasította a közlekedést is: a gőzhajóval (1807) és gőzvasúttal (1814) elérhetővé vált a Föld minden lakott pontja, az áruszállítás tömegméretűvé bővült, megvalósult a világpiac. Később megjelent a gőzgép a mezőgazdaságban és az építkezéseken, ezeken a területeken is megindítva az iparosítást.

A gőzgép világhódító útjának feltétele volt egy olcsó, nagy mennyiségben rendelkezésre álló tüzelőanyag is, átértékelve az addig nemigen használt szén megítélését. A 16. századtól ugyanis a kohók mérete és száma Nyugat-Európában szinte állandóan nőtt. Alapvető tüzelőanyaguk, a fa egyre növekvő felhasználása óriási erdőségek kipusztításával járt, a század végére a fahiány heves faválságot okozott Hollandiában és Angliában. A 17. század derekán az erdők védelmében több országban rendeletekkel korlátozták a kohók létesítését (ezt még nem nevezve környezetvédelemnek), az újabb kohókat az erdőkben bővelkedő Svédországba és Oroszországba telepítették, a vasgyártás révén ezen országokat is bekapcsolva a világgazdaságba. A faprobléma a figyelmet egy nehezen kezelhető és szennyező, kormozó anyag, a kőszén felé fordította. Angliában és Skóciában külfejtéssel már a rómaiak is bányászgatták, „tengeri szén” megnevezéssel a kontinensre is eljutott, felhasználása azonban szórványos maradt, sőt a középkorban tilalmas is. A tűzifa drágulása és a visszatérő faellátási zavarok hatására az iparosodó Angliában utat tört a szénhasználat, az ércbányászati módszerek adaptálásával mélybányászata is megindult. A 19. századot a szén fokozatos és állandó térhódítása jellemezte, a szénfelhasználás az ipari fejlődés fokmérője. A gazdaság minden területén a szén vált a fő tüzelőanyaggá, a vegyipar alapanyagává, az ipar és a közlekedés fő hajtóanyagává. Az új iparvárosok is a szénbányák körzetében alakultak ki. A szén és a gőzgép energiabázisán néhány nyugati országban rohamtempóban épült ki a modern gyáripar, átrajzolódott a települések arculata (és környezetszennyezése), átalakult a társadalom szerkezete, jogrendje, politikai felépítése. Megszületett a modern kapitalizmus.

A villamosság diadala

A 19. század vége felé a gőzgép és a szén egyeduralma megdönthetetlennek tűnt. Még nem sejtették, hogy a hatalmas teljesítményű, bonyolult gőzgépcsodák rövidesen az ócskavastelepekre kerülnek, és a szén hatalmát megdöntő energiahordozók már keresik a helyüket. Míg a stabil hajtások szerepéből a villamos motorok szorították ki a gőzgépeket, a mobil erőgépek területén a belső égésű motorok (1860) tették ugyanezt. A villamosság első átütő sikereit az információtovábbítás és a világítás területén érte el, amit azonban rövidesen követett a villamos motor és a villamos erőátvitel diadala. Az út megnyílt a korszerű tömeggyártás előtt. A villamosság mélyen behatolt a termelésbe – ebből nőtt ki korunk információtechnikai forradalma is – és alapvetően megváltoztatta az emberek mindennapi életvitelét.

Példaképp említhető, hogy Magyarországon a második világháború előtt a települések 28%-a volt villamosítva, a faluvillamosítási program segítségével pedig az 1960-as évek végére gyakorlatilag minden lakásba eljutott a villany. Ez nemcsak azt jelentette, hogy a lakásokban megjelent a villanyvilágítás, a rádió és a televízió, hanem előmozdította a művelődést, a képzettség növekedését, az informáltságot, a civilizáltabb életvitelt is, ami befolyásolta a munkaerő képzettségét, a vállalkozó kedvet és a termelési tevékenységek színvonalát.

A motorizáció

A kezdetben szénből fejlesztett világítógázzal, majd petróleummal működtetett belső égésű motoroknak nem jósoltak nagy jövőt. A könnyű, mobil robbanómotorok és az autó egymásra találása azonban korszakalkotó fejleménynek bizonyult, ami alapvetően átalakította a közlekedést és a hadviselést, lehetővé tette a mezőgazdasági és építőipari munka nagyarányú gépesítését, megszüntette a települések elszigeteltségét, megteremtette az emberek mobilitását és az emberi életvitel új formáját alakította ki. Az autó összezsugorította a földi távolságokat, a repülőgép eltüntette azokat, a rakétahajtóművek pedig lehetővé tették az ember kilépését az űrbe. (Jelenleg a világ erőgépeinek háromnegyedét belső égésű motorok teszik ki.) Kevés technikai lépésnek volt akkora hatása az életformára és a gazdálkodásra, mint a motorizációnak.

Folyékony arany

A belső égésű motorok a kőolajjal szövetségben hódították meg a világot. Stratégiai jelentősége miatt az olaj történetét gyakran vérrel írták. Az olajforrások birtoklása a világpolitika egyik legfontosabb mozgatórugójává vált, az olajforrások felfedezése jelentéktelen térségekből kincsesbányákat varázsolt, melyek kiaknázásáért megindult a gazdasági és diplomáciai versengés és gyakran a katonai hadműveletek is. Az olajüzlet horribilis jövedelmet biztosít, a világkereskedelem negyedét a kőolajforgalom teszi ki. A kőolaj vált a világ alapvető energiahordozójává, ami mellé néhány évtizedes időkülönbséggel a földgáz is felzárkózott. A szénhidrogének nemcsak az energetikában szorították háttérbe a szenet, hanem abból az alapanyagszerepből is, amit a szerves vegyiparban hosszú ideig betöltött.

Atomenergia – békés célokra

Korunk nagy ígérete, az atomenergia, Hirosima és Nagaszaki (1945 augusztus 6. és 9.) szörnyűséges elpusztításával lépett a történelem színpadára. Évtizedeken keresztül a nagyhatalmak nukleáris arzenáljában felhalmozott iszonyatos energiák egyensúlyán múlott a világ békéje. A békés hasznosítás lehetőségének kezdeti eufóriáját azonban megtörte a társadalmi ellenérzés. Csernobil (1986) megingatta az atomerőművek biztonságának hitelét, bizalmatlanság kíséri a radioaktív hulladékok elhelyezésére irányuló törekvéseket, és kétségbeesett erőfeszítéseket követel, hogy ez a félelmetes erő ne kerülhessen ártó szándékú kezekbe. Mindezek ellenére nehéz elképzelni, hogy a nukleáris energiának csupán epizódszerep jut az energetika színpadán.

Új remények élednek a „nem hagyományos”, megújuló energiák hasznosításával, melyek legtöbbjének évezredekre visszatekintő hagyományai vannak, de a modern kor feltételei között nehezen tudják a versenyképességet kivívni. Valószínű, hogy a műszaki fejlődés a megújuló lehetőségek hasznosítására ma még nehezen belátható új horizontokat fog megnyitni.