A naperőmű árnyoldalai
A globális klímavédelmi célok érdekében a fosszilis alapú áramtermelés radikális csökkentésére és ezzel párhuzamosan az atomerőművek és a megújulók részarányának növelésére van szükség. Magyarország ebben a tekintetben példaértékű, hiszen az atomenergia mellett a naperőművek fejlesztésében látja a klímabarát áramtermelés megteremtésének lehetőségét. Ugyanakkor a naperőművi kapacitások fejlesztése rendszerszintű kérdéseket is felvet.
Magyarország nemzeti érdeke, hogy a hazai fogyasztókat éjjel-nappal, télen-nyáron biztonságosan el lehessen látni villamos energiával. Az ellátásbiztonság egyben nemzetbiztonsági kérdés is, ezért nagyon fontos, hogy a fogyasztók döntően a hazai erőművekben megtermelt villamos energiára támaszkodhassanak, hiszen az importkényszer súlyos kockázatokat hordoz. Különösen, hogy a jövőben az importlehetőségek jelentősen szűkülnek, hiszen klímavédelmi okok és az elöregedés miatt európai szinten több százezer megawatt hagyományos erőművi kapacitás fog kiesni a termelésből, ami várhatóan áramhiányt okoz majd.
Ennek jelei már most is kezdenek megmutatkozni. Gondoljunk csak 2021. január 8-ra, amikor a Nyugat-Európa időszakos áramhiánya, illetve az ezt kísérő 6300 MW-nyi keletről nyugatra történő import majdnem összeurópai áramszünetet okozott (Demokrata, 2021/18). Említhetnénk Svédország esetét is, ahol februárban „porszívólázadás” borzolta a fogyasztók kedélyét, miután arra kérték az embereket, hogy a fogyasztás kényszerű csökkentése érdekében ne használjanak olyan nagyfogyasztókat, mint a porszívó. Ennek oka, hogy az időjárásfüggő megújulók gyatra teljesítménye miatt nem volt elég áram, emiatt ráadásul az elavult és erősen környezetkárosító olajtüzelésű erőműveket is újra kellett indítani. Kiderült az is, hogy a hatalmas megújulós kapacitások ellenére a jövőben egyes időszakokban a német kapacitáshiány elérheti a 40 000 MW értéket. Minden ország pedig nem támaszkodhat importra, hiszen valahol meg is kell tudni termelni az éjjel-nappal, télen-nyáron szükséges villamos energiát!
Kapacitásszakadás a naperőművekben
Klímavédelmi szempontból örvendetes hír, hogy a hazai naperőművi kapacitások a kormányzati ösztönzők hatására folyamatosan növekednek. 2021 elején a hálózati (1407 MW) és háztartási méretű (640 MW) napelemek együttes kapacitása már meghaladta a 2000 MW-ot is. A megújulókat favorizálók ezt gyakran úgy tálalják, hogy a hazai naperőművek 2000 MW-os kapacitása már a Paksi Atomerőműét is elérte. Ez azt a hamis illúziót kelti, hogy a naperőművek csereszabatosak az atomerőművekkel, pedig ez nagyon távol áll a valóságtól.
Valójában a naperőművek teljesítményét nem lehet összehasonlítani egy atomerőműével, hiszen amíg utóbbiak folyamatosan képesek áramot előállítani, a naperőművek termelése az időjárás, a napszak és az évszakok függvényében folyamatosan változik, és például az éjszakai órákban a termelésük nulla.
Konkrétan a Paksi Atomerőmű közel 2000 MW beépített kapacitása révén, éves szinten mintegy 16 terawattóra villamos energiát termel. Ezzel szemben 2000 MW-nyi hazai naperőmű a magyarországi adottságokat figyelembe véve évente átlagosan 2,3 TWh áramot tud csak előállítani. Ez persze nem kevés, de a különbség akkor is közel hétszeres!
A hazai fogyasztókat télen-nyáron, éjjel-nappal el kell tudni látni árammal, ezért a rendszerirányítóknak folyamatosan rendelkezniük kell azokkal a tartalék kapacitásokkal, amelyek akkor szükségesek, ha éppen nem süt a nap, vagy nem fúj eléggé a szél. A megújulók terjedésével és a korábbi erőművek felszámolásával azonban egyre gyakrabban előfordul, hogy az aktuálisan rendelkezésre álló időjárásfüggő kapacitások nagymértékben elmaradnak a tervezettől. A tervezhetetlen forráshiány pedig egyre nagyobb kihívás elé állítja a rendszerirányítót.
Ilyen nap volt például Magyarországon 2021. március 4-e is. Ezen a napon váratlan felhősödés miatt az ipari méretű naperőművek termelése a tervezetthez képest jelentősen csökkent, és persze a háztartási naperőművek teljesítménye is nagymértékben visszaesett. Emiatt a hazai rendszerirányító Mavirnak több mint 800 MW szabályozási tartalékot kellett azonnal mozgósítani a rendszer stabilitása és a magyar fogyasztók ellátása érdekében.
Tavaly összességében 105 olyan negyedórás időszak fordult elő, amikor a hazai nap- és szélerőművek teljesítménye 0 (!) MW volt, és például 711 olyan negyedóra, amikor 2 MW alatt, miközben az ipari méretű naperőművek beépített kapacitása 1360 MW, a szélerőműveké pedig mintegy 328 MW. Ez is azt mutatja, hogy kizárólag időjárásfüggő megújulókat használva nem érhető el az ellátásbiztonság, és feltétlenül szükség van a folyamatosan termelni képes atomerőművekre.
Rendszeringató háztartási naperőművek
A háztartási méretű naperőművekből az elmúlt években egyre több lett, és a kormányzati ösztönzők hatására ez a tendencia folytatódik. Egyes politikusok és szervezetek ebből azt a téves következtetést vonják le, hogy ez jó, mert így kevesebb erőművi kapacitásra lesz szükség a villamosenergia-rendszerben. Ám ez is tévedés. Ha ugyanis a háztartási erőművek nem termelnek, akkor az adott lakossági fogyasztó a villamosenergia-hálózatból fog áramot vételezni, ami miatt hazai erőművi többletkapacitásra van szükség. Pillanatnyilag a háztartási naperőművel rendelkező ingatlanok esetében a beépített kapacitás ismeretes, viszont fogyasztási adataik hiányában sem a rendszerirányító, sem a piaci szereplők nem tudnak megfelelően tervezni, még a szükséges tartalék kapacitással sem! A fogyasztási adatok rendelkezésre állása érdekében feltétlenül szükség lenne megfelelő jogszabályi háttérre.
A naperőművi kapacitások jelentős bővülése ugyanakkor hatással van a Paksi Atomerőmű működésére is. Az előbbiek által termelt villamos energia kötelező átvétele ugyanis bizonyosabb időszakokban arra kényszeríti Paksot, hogy valamilyen mértékben csökkentse a teljesítményét. Emiatt viszont minden egyes meg nem termelt 1 kWh villamos energia vonatkozásában rendszerszinten mintegy 24 forint veszteség jelentkezik, hiszen a kát naperőművi átlagára 36 Ft/kWh, miközben a Paksi Atomerőmű árama csak 12 Ft/kWh. Mindez 1 TWh naperőművi termelésre vonatkoztatva már 24 milliárd forint! Ilyen nap volt 2021. május 9., amikor az üzemelő paksi 2-es és 3-as blokkok teljesítményét a nap nagy részében 340 MW-tal csökkenteni kellett.
Az atomerőmű-ellenes zöldpropagandára alaposan rácáfol az Európai Bizottság tudományos szolgálata, a Közös Kutatóközpont (JRC) jelentésének megállapítása, amely kimutatta, hogy az atomerőművek teljes életciklusra vonatkoztatott fajlagos szén-dioxid-egyenérték kibocsátása csak 28 g/kWh, miközben a naperőműveké 85 g/kWh. Ebből viszont az is következik, hogy ha az atomerőművet a naperőművek miatt terheljük vissza, akkor minden 1 kWh villamosenergia-termelésre 57 gramm szén-dioxid-többletkibocsátást terhelünk. A korábban említett 1 TWh-ra vonatkoztatva ez a szám 57 000 tonna évenként. Igaz, ez az érték még mindig csak töredéke (tizede, illetve huszada) annak, mintha ugyanennyi áramot gáz- vagy szénerőművek segítségével állítanánk elő.
Összegezve a fentieket, gazdasági és klímavédelmi szempontból az lenne Magyarország számára a legelőnyösebb, ha a villamosenergia-termelésben maximálisan érvényesíteni lehetne a legkisebb költség és kibocsátás elvét. Azaz megfelelő jogi szabályozással mihamarabb el kellene érni, hogy a klímabarát és olcsó villamos energiát szolgáltató Paksi Atomerőmű folyamatosan, százszázalékos teljesítményszinten üzemelhessen, valamint a megújuló energiaforrások, például a naperőművek is a legtöbb áramot termeljék. Ez azt jelenti, hogy ha bármilyen okból a rendszerben lévő erőművek leszabályozására van szükség, akkor ne a Paksi Atomerőművet szabályozzák le, hanem más erőműveket, akár naperőműveket is!
Erősödő hullámzások
A rendszerirányítók problémáit fokozhatja, hogy a következő évtizedekre szóló tervek szerint a naperőművek beépített kapacitása 2030-ra elérheti akár a 6000 MW-ot, 2040-re pedig a közel 12 000 MW-ot is. A 6000 MW megújuló kapacitás rendszerbe integrálásához egyébként 700 milliárd forintos fejlesztésre van szükség a hazai villamosenergia-hálózatban.
Eközben arra is fel kell készülni, hogy 2030-ra elérkezhet az az időszak, amikor a 6000 MW-nyi naperőművi kapacitás mellett rendelkezésre fog állni egyrészt a Paksi Atomerőmű 2000 MW-os, másrészt Paks II. Atomerőmű 2400 MW-os kapacitása, miközben a csúcsterhelés csak 8-9000 MW lesz. Tehát jelentős többletenergiánk lesz majd. De természetesen arra is készülni kell, hogy a naperőművek 6000 MW-os kapacitásának csak a töredéke vagy éppen semmi nem lesz majd hozzáférhető bizonyos napokon, és esetleg importálni sem tudunk, hiszen a szomszédos országok is hiánnyal küzdenek majd…
Mindezekre tekintettel a növekvő naperőművi kapacitások tekintetében folyamatosan vizsgálni kell a villamosenergia-rendszerre, a költségekre, a villamosenergia-árakra és az egyéb tényezőkre gyakorolt hatásaikat a hazai ellátásbiztonsági, versenyképességi és klímavédelmi célok teljesíthetősége érdekében.