Így termelhetünk megújuló energiát télen – novemberi kiadás

A tisztán megújuló energián alapuló rendszerekkel szemben gyakran hangzik el az az ellenérv, hogy a téli időszakban nincs elég hasznosítható napfény. Hogyan akarjuk magunkat ellátni megújuló energiával télen, ha ilyenkor a nyárinak csak ötöde a napelemes termelés? Mi van olyankor, amikor két hétig szürkeség és szélcsend van?

Ezekre a problémákra a közvélekedés szerint a szezonális tárolás lenne a megoldás: a nyári túltermelést valahogyan át kellene vinni télre. Csakhogy ez olyan mennyiségű akkumulátort igényelne, ami irracionálisan drága, vagy pedig  hidrogén infrastruktúrát kellene kiépíteni, de ez még gyerekcipőben jár, és talán soha nem lesz versenyképes árban. Így végül nem marad más, mint az atomenergia, ami az egyetlen olyan tiszta energiaforrás, amely évszaktól függetlenül rendelkezésre áll.

Valójában azonban a kezdeti feltevés hibás.

Tony Seba egyik tanulmányában bemutatott egy olyan modellt, ami a túlméretezést és az akkumulátorokat kombinálva egy olyan rendszert alkotott, amely szezonális tárolás nélkül is képes a folyamatos energiaellátás biztosítására.  Erről mi is részletesen írtunk, a modell azonban Amerikára vonatkozik, minket viszont érthetően jobban érdekelne a magyarországi helyzet.

Történelmi lehetőség: így érhető el a 100% megújuló energia Tony Seba szerint

Tony Sebával ellentétben nekünk nincsenek olyan erőforrásaink, hogy hasonló mélységű, órás adatokon alapuló részletes modellt alkossunk Magyarországra, de én a bevezetőben felvetett kifogásokra azt szoktam mondani, hogy az év minden hónapjában van elegendő megújuló energiánk, ezért nem létszükséglet a szezonális tárolás.

Éppen ezért ezen a télen meg fogjuk nézni, hogy mekkora napelemes és szélerőműves kapacitás lenne képes kielégíteni az év 3 legsötétebb hónapjának, a novembernek, a decembernek és a januárnak az áramigényét.

Az elv nagyon egyszerű lesz. Azt tudjuk, hogy mennyi áramot fogyasztunk egy hónapban, ezzel kell megegyeznie az adott havi nap- és szélenergiás termelésnek. Az is ismert, hogy egy-egy hónapban mekkora volt a naperőművek és a szélerőművek állománya, és ezeknek mekkora volt a termelése. Így már könnyen kiszámítható, hogy mekkorára kellene növelni a termelőkapacitásokat a cél eléréséhez. A háztartási napelemes rendszerek termelését nem ismerjük, de mivel a téli időszakban egyébként sincs olyan óriási hatásuk a fogyasztásra, ezért a figyelmen kívül hagyásuk nem torzítja el számottevően a végeredményt.

Az egyszerűség kedvéért sem importtal, sem egyéb megújuló energiával nem számolunk a mixben. Ugyanígy nem vesszük figyelembe az áramfogyasztás várható növekedését sem. Ez utóbbihoz azonban könnyen adaptálható a modell: a végeredményt olyan arányban kell növelni, amilyen arányban nő a fogyasztásunk.

A nap- és a szélenergia arányának, végtelen számú variációja lehetséges. Ez a nagyon leegyszerűsített modell nem fogja tudni megmondani, hogy mi lenne az optimális arány, hiszen az sok tényezőtől függ, például attól, hogy hogyan fog egymáshoz aránylani a két technológia ára. Ugyanígy azt sem fogjuk tudni megmondani, hogy pontosan mennyi tárolásra lenne szükség a modellben. Egyetlen dologra fogunk tudni rámutatni: nincs szükség szezonális tárolásra. Nem kell a nyári túltermelést átvinni télre, legfeljebb napokat, nem pedig hónapokat kell áthidalni, ha van egy kellően túlméretezett termelési portfóliónk.

Térjünk is rá a konkrétumokra, hiszen a novemberi adatok már rendelkezésre állnak.

A Mavir adatai szerint idén novemberben 4111 GWh áramot használt fel Magyarország, ekkora fogyasztást kellene fedezni a novemberben megtermelt megújuló energiának.

A szélerőművek kapacitása évek óta változatlan, körülbelül 320 MW. A szélerőművek novemberben 48 GWh-val járultak hozzá az ország áramtermeléséhez. Ez azt jelenti, hogy az ősz utolsó hónapjában közel 21%-os volt a szélturbinák átlagos kihasználtsága, ami alig valamivel alacsonyabb a 21-26%-os éves átlagnál.

A magyarországi szélerőművek havi és éves kihasználtsága az elmúlt két évben. Forrás: A magyar villamosenergia-rendszer (VER) 2020. évi adatai

Az 1750 megawattnyi naperőmű 100 GWh-t termelt novemberben, ami közel 8%-os kihasználtságnak felelt meg. Az éves átlag a naperőművek esetében 15% körül szokott alakulni, amihez mérten az idei november egészen jól alakult.

A magyarországi naperőművek havi és éves kihasználtsága az elmúlt öt évben. Forrás: A magyar villamosenergia-rendszer (VER) 2020. évi adatai

Összesen tehát 148 GWh megújuló energiát termeltünk az elmúlt hónapban. Ezt 27,8-szorosára növelve megkapnánk a fogyasztásunknak megfelelő mennyiséget.

Ha egy olyan portfóliót állítanánk össze, ahol a szél- és a napenergia 50-50%-os arányban elégítette volna ki  a novemberi igényeket, akkor 13,7 GW szélerőműves, és 36 GW naperőműves kapacitásra lett volna szükség. Amennyiben inkább egy 80%-ban napenergiára támaszkodó portfóliót nézünk, akkor a szélerőművekből 5,5 GW-os, a naperőművekből pedig 58 GW-os kapacitásra lett volna szükség.

Ennyit a novemberről, egy hónap múlva jelentkezünk a decemberi adatokkal, és megnézzük, hogy miből gazdálkodhatunk az év legsötétebb hónapjában. Februárban pedig, amikor lezárul a vizsgált időszak, meg fogjuk keresni az elmúlt 5 év leggyengébb hónapját, készítünk rá néhány lehetséges modellt, megvizsgáljuk a műszaki lehetőségeket, a területigényt, és keresünk felhasználási lehetőségeket a nyári túltermelésre is. Érdemes lesz tehát velünk tartani.

dr. Papp László (Sol Invictus)

Technológiai elemző, és a Villanyautosok.hu csapatának megújuló energiákkal, energiatárolással, illetve piaci trendekkel foglalkozó szakértője. Célja, hogy minél többek számára tegye egyértelművé, hogy a fenntartható jövő gazdaságilag is a legracionálisabb választás.