Energiatárolás nélkül nem megy

Különösen a naperőművek rohamos terjedése kapcsán hallható egyre többször: hiába az egyre több megújuló energia, ha az energiatárolás megoldatlan. Mindez olyannyira igaz, hogy az elmúlt években a kormány korlátozásokat is kénytelen volt bevezetni a naperőművek hálózatra táplálását illetően. Ezek kapcsán is hangoztatták: a megoldást a tárolókapacitások bővítése hozhatja majd el.

A szivattyús energiatárolás hazánkban régóta vita tárgya. A nagyvilágban egyre jobban terjed, hiszen a legegyszerűbb eszköz a hálózati ingadozások kiegyenlítésére, amelyek különösen jelentősek lettek a napelemes termelés felfutásával. A szivattyús-tározós vízerőművek működtetésében kiemelkedő helyet foglal el Európában Norvégia, Ausztria és Svédország, de a környező országokban is üzemel már hasonló létesítmény Albániában, Bosznia-Hercegovinában, illetve Szerbiában.

Az első kereskedelmi célú szivattyús-tározós erőmű 1879-ben épült Svájcban, Zürich mellett. A két világháború között jellemzően kisebb, maximum 40 megawatt teljesítményű erőművek létesültek. Mára az USA-ban, Kínában, Japánban és Európában jóval nagyobb, akár 3600 MW kapacitású erőművek működnek.

A szivattyús energiatározó a vízenergia-hasznosítás speciális formája. Vízerőműként működve képes a tárolt víz energiáját árammá alakítani, szivattyúként pedig a villamosenergia-többletet felvenni és helyzeti energiaként tárolni. A szivattyús-tározós erőművek lényege, hogy ipari méretű energiatárolást tesznek lehetővé, ezáltal a villamos hálózat biztonságának és stabilitásának kiemelkedően értékes eszközei. Ehhez két, egymástól jelentős szintkülönbséggel elhelyezkedő víztározóra – két tóra (vagy egy folyóra) van szükség, illetve a két víztározót összekötő szivattyús csővezetékre és egy turbinára, amivel villamos áramot lehet előállítani. Magyarországon a korábbi idők magyarázata szerint azért nem épültek ilyen rendszerek, mert geológiai viszonyainkra nem jellemzők a jelentősebb szintkülönbségek.

– A teljes energiatározó-kapacitás 94 százaléka szivattyús energiatározó, a világon jelenleg több mint 165 ezer MW szivattyús energiatározó üzemel. Ebből Európában található az összes negyede. A technológia kiforrott, tudtuk meg Szeredi István mérnöktől, a műszaki tudományok kandidátusától, az MVM korábbi főtanácsadójától. A másik előnyt a hosszú élettartamban látja.

– Érdekességként mondom, hogy Magyarország első szivattyús energiatározója 1912 óta az eredeti gépekkel üzemel a jelenlegi Szlovákia területén.

A klasszikus vízerőmű a folyó vizének mozgását használja fel a turbinák meghajtásárra. Őse a vízimalom, amelyet már évszázadok óta használ az emberiség. A szivattyús-tározós erőmű közvetlenül nem állít elő áramot. Amikor az elektromos rendszerben túltermelés van, szivattyúi működésbe lépnek, és az alsó tározóból a fölsőbe pumpálják a vizet. Majd amikor a felső tárolóban így felhalmozott energiára szükség lesz, egyszerűen leengedik, és az útba eső turbinák klasszikus módon táplálni kezdik az elektromos hálózatot. A technológia egyszerű, jól automatizálható, többnyire távműködésű és a műszaki berendezések elhelyezhetők a föld alatt. A magasan fekvő tározóban tárolt víz helyzeti energiája más energiahordozóknál gyorsabban és nagyobb dinamikával vehető igénybe. Két típusa létezik, a zárt rendszerű, amelynek két víztározója van, és az eredeti, egyszeri töltővizet használja, illetve a nyitott rendszerű, amely az egyik tározó helyett természetes felszíni vizet (tó vagy folyó) használ, és folyamatosan friss vizet vesz fel.

A szivattyús-tározós rendszer tehát természetes „akkumulátorként” egyenlíti ki a hálózati ingadozásokat a tározóban lévő víztömeg helyzeti, illetve mozgási energiáját felhasználva. E tárolási mód rendkívül jó hatásfokú, meghaladhatja a 75 százalékot, ami azt jelenti, hogy a felszivattyúzás, a leeresztés és a turbina meghajtása során a befektetett energia negyede vész el, a háromnegyede megmarad. Tudni kell, hogy rendszerveszteség nélküli energiatárolás a tudomány mai állása szerint nem létezik. Szeredi István hozzáteszi: a villamosenergia-termelés területén a naperőművi kapacitások felfutása nagyobb a vártnál. Jelenleg mintegy 5500 megawattnyi napelemes kapacitásunk van. Összehasonlításképpen a Paksi Atomerőmű kapacitása 2000 megawatt. A napelemek tehát nagyon jelentős mennyiséget termelnek, amikor süt a nap. Csakhogy elektromos áramra éjjel is, felhős időben is és télen is szükség van, amikor rövidek a nappalok. Ha a termelés és a fogyasztás egyensúlya megbomlik, a hálózati frekvencia eltér az előírt értéktől, ami aktiválja a stabilitást biztosító rendszereket. Az egyensúlymegbomlás korlátozásokhoz, például a fogyasztók átmeneti lekapcsolásához is vezethet…

Az egyre jelentősebb tárolási igény Magyarországon is a szivattyús-tározós rendszer megvalósíthatóságának újragondolására késztetett. Lantos Csaba energiaügyi miniszter februárban bejelentette, hogy a második félév végére megszülethet egy ilyen típusú erőmű megvalósíthatósági tanulmánya. Steiner Attila, az Energiaügyi Minisztérium államtitkára a napokban azt is bejelentette, hogy a Borsod-Abaúj-Zemplén vármegyei Sajóivánkánál, illetve a Heves vármegyei Markaz mellett elkezdődnek a próbafúrások annak megállapítására, hogy geológiai szempontból alkalmasak-e ezek a helyszínek egy ilyen létesítmény építésére.

Magyarország földrajzi adottságai korántsem annyira kedvezőtlenek, mint ahogy a szivattyús-tározós erőművek ellenzői állítják. Az ellenállás egyik oka vélhetően a rossz emlékű Bős–Nagymaros projekt: az egykori kudarc mélyen beégett a társadalom tudatába – tette hozzá Szeredi István. Hozzátéve: az új paksi blokkok megépítésével járó rendszerbővítés sem képzelhető el szivattyús energiatározó nélkül. A terhelés-kiegyenlítés ugyanis jelenleg az importra hárul.