Szakadék felé rohan a német energiapolitika? Nem mindenki szerint

Németország egy évtizeden belül átállhatna a 100%-ban megújulókon alapuló villamosenergia-ellátásra, és ez évente csupán a GDP-je 1%-ába kerülne – állapítja meg a RethinkX csapatának legújabb jelentése.

A történelem folyamán számos példát láthattunk arra, hogyan forgatja fel a világ működését egy-egy új diszruptív technológia megjelenése. A könyvnyomtatástól az autókon át az okostelefonokig hasonló mintázatok figyelhetőek meg, melyek során a költségek csökkenésével párhuzamosan egy S-alakú görbét követve növekszik a felhasználás. Az S-görbe kezdeti szakaszát exponenciális növekedés jellemzi, amelyet öngerjesztő folyamatok fűtenek: az új technológia fokozatosan egyre versenyképesebb lesz, ennek eredőjeként pedig a régi technológia egyre versenyképtelenebbé válik.

Egy másik megfigyelés szerint a diszruptív technológiák nem mindig 1:1 arányban váltják le a korábban használt megoldásokat, az új rendszer sokszor jóval nagyobb lesz a réginél, így például az elektromosság sem csak a gyertyákat váltotta ki izzókkal, a hatása ennél jóval tovább gyűrűzött, amit egyfajta „fázisváltásnak” is tekinthetünk a társadalmi-gazdasági fejlődésünkben.

A RethinkX a fenti történelmi tapasztalatokat alapul véve készítette el 2 évvel ezelőtt az energiaszektor fázisváltásáról szóló tanulmányát, amelyet korábban mi is bemutattunk. Ebben egy olyan villamosenergia-rendszert képzeltek el, ami egyrészről csupán három exponenciális technológián, a napenergián, a szélenergián és az akkumulátorokon alapszik, másrészről pedig a túlméretezés révén jóval nagyobb a jelenlegi rendszerünknél. A megújulós termelőkapacitások túlméretezése révén szerényebb mennyiségű tárolás mellett is folyamatos energiaellátás biztosítható, miközben a túltermelés új, korábban kiaknázatlan lehetőségeket teremt a gazdasági fejlődés számára.

A szerzők három amerikai régió (Texas, Kalifornia, New England) termelési és fogyasztási adatai alapján modellezték le egy csupán nap- és szélenergiából, illetve akkumulátorokból álló rendszer működését, ahol a termelés és a fogyasztás folyamatosan egyensúlyban tudott maradni. A RethinkX Németország esetében is elvégezte a modellezést, melynek eredményét néhány nappal ezelőtt publikálták.

A modell módszertana az Amerikáról szóló tanulmányéhoz hasonló, amit a korábbi cikkünkben ismertettünk, ezúttal csak megismételjük az ott leírtakat.

A modellezés során a hipotetikus napenergiás és szélenergiás termelőkapacitásokat gigawattról gigawattra változtatták, és megnézték, hogy adott kombináció mellett mekkora méretű tárolóra volna szükség ahhoz, hogy a vizsgált időszak alatt folyamatos legyen az energiaellátás – kizárólag nap- és szélenergiából. Ennek eredményeként több ezer lehetséges kombinációt kaptak, amelyek mindegyike működőképes lenne. Túlméretezés nélkül irdatlan méretű tárolókapacitásra volna szükség, de ahogyan a termelőkapacitásokat egyre jobban túlméretezték, úgy egyre kevesebb akkumulátorra volt szükség a hálózat egyensúlyban tartásához.

A modell, azért hogy minél egyszerűbb maradjon, szándékoltan nem vesz figyelembe exportot és importot, más típusú megújulókat, háztetőkre szerelt kiserőműveket, keresletoldali szabályozási eszközöket, vagy az elektromos autókat. Ugyanígy nem számoltak technológiai áttörésekkel sem.

Ezután minden lehetséges kombinációhoz hozzárendeltek egy „árcédulát”, és azt találták, hogy a túlméretezés, és a bekerülési költség közötti kapcsolat nem lineáris, hanem egy U-alakú görbével írható le, így az U-görbe alján lévő kombináció tekinthető a leginkább költséghatékonynak.

A modellezés eredménye szerint Németország 210 GW napenergiás, 180 GW szélenergiás, és 6221 GWh akkumulátoros energiatárolási kapacitás kiépítésével tudná a legköltséghatékonyabban ellátni magát 100%-ban megújuló energiával. A rendszer az éves 500 TWh-s áramfelhasználásán túl még további 130 TWh többletenergiát is biztosítana, amit például az ipar, vagy a mezőgazdaság hasznosíthatna. Többlettermelés az év napjainak 47%-ában jelentkezne.

A költségeket illetően azzal a feltételezéssel éltek, hogy Wright törvényének megfelelően további nagymértékű csökkenés várható, a napenergia további 72%-kal, a szélenergia 43%-kal, az energiatárolás pedig 80%-kal lesz olcsóbb a 2030-as évek elejére.

Ezek alapján a rendszer kiépítése 367 milliárd dollárba kerülne, ami tíz évre leosztva évi 36,7 milliárd dollár, azaz a német GDP 1%-a, emellett pedig kisebb összeg annál, mint amit évente a fosszilis energia támogatására költenek (41 milliárd dollár).

További pozitívum, hogy mindössze 20%-os plusz tőkebefektetés mellett 250%-kal növelhető a többletenergia mennyisége, vagyis évi 130 TWh helyett 615 TWh állna rendelkezésre.

A rendszerszintű energiaköltség a többletenergia mennyiségétől, és annak felhasználási arányától függően valahol 0,05 és 0,12 USD/kWh között alakulna.

Forrás: Germany’s Path to ‘Freedom Energy’ by 2030

Mennyire reális a modell megvalósulása?

Először is le kell szögeznünk, hogy az egész modell meglehetősen hipotetikus, mert nem számol olyan tényezőkkel, mint az országok közötti áramkereskedelem, vagy a víz- és biomassza erőművek. A tanulmány azt igyekszik bemutatni, hogy mi az, ami technikailag és pénzügyileg lehetséges, nem pedig azt, hogy pontosan hogyan fog kinézni, vagy hogyan kellene kinéznie a villamosenergia-rendszernek.

A valóságban viszont nagyon is sokat fognak jelenteni a tanulmányban figyelembe nem vett tényezők, és általánosságban is elmondható, hogy az Európán belüli kereskedelem nagyban megkönnyíti az egyes országok megújuló energiára történő átállását. Ennek megfelelően a fenti számokat inkább viszonyítási pontként kell kezelnünk, mintsem konkrét célként.

A modell szerint Németországnak 210 GW napenergiás, és 180 GW szélenergiás kapacitásra lenne szüksége az önellátáshoz, ebből mára már kiépült 60, illetve 64 GW. A kormány 2030-ra 200 GW napenergiás, és 140 GW szélenergiás kapacitással tervez, ami – ha figyelembe vesszük a nemzetközi áramkereskedelmet és a többi megújulót – elegendő termelői kapacitást jelenthet az átálláshoz (feltéve, hogy nem ugrik meg jelentősen a fogyasztás).

Az évi 20 GW-os napelemtelepítés töredéke a globális gyártókapacitásnak, ami jövőre már meg fogja haladni a 400 GW-ot, mielőtt még tovább növekszik. A 200 GW néhány ezer km2-es területigénye is eltörpül a 357 ezer km2-es ország teljes területéhez képest, ráadásul a technológia fejlődésének köszönhetően a naperőművek már a tenger felé is terjeszkedni tudnak – csakúgy, mint a szélerőművek. A termelési oldal kiépítése tehát aligha fog gondot jelenteni.

Némileg más a helyzet az energiatárolással. A tanulmányban figyelembe nem vett tényezők miatt aligha kell 6 TWh-val számolnunk, de néhány TWh tárolási kapacitásra így is szükség lehet.

Januárban számoltunk be róla, hogy 1,1 TWh-s európai akkumulátorgyártó kapacitás van kiépülőben. Szeptemberben még csak 700 GWh-nál járt a számláló, a legutóbbi, márciusi frissítés szerint pedig már 1,3 TWh-nál, vagyis az elmúlt fél évben havi átlag 0,1 TWh-nak megfelelő új beruházást jelentettek be. És ez még csupán Európa, ázsiai import nélkül. Középtávon a kritikus nyersanyagok sem jelenthetnek problémát az olyan új fejlesztéseknek köszönhetően, mint a nátriumion-akkumulátorok. Ilyen bővülési ütem mellett nincs fizikai akadálya annak, hogy Németországban belátható időn belül TWh-s nagyságrendű tárolókapacitás épüljön ki.

A probléma inkább abban rejlik, hogy a kormány a tervezés során szinte teljesen figyelmen kívül hagyja az energiatárolást. Ez még csak nem is mondható német sajátosságnak, az EU 2030-ig szóló tervei sem látnak túl a megújuló energián és a hidrogénen, ami előtt értetlenül áll az Európai Energiatárolási Szövetség, szerintük ugyanis a célok megvalósításához a jelenlegi 60 GW-ról 190 GW-ra kellene növelni az európai energiatárolás beépített összteljesítményét.

Az energiatárolás kimaradása a tervekből arra utal, hogy a döntéshozók hiányos ismeretekkel rendelkeznek a területet illetően, és elavult, huszadik századi modellekben gondolkodnak. Azt már ők is viszonylag reálisan látják, hogy mire lehet képes a megújuló energia, az akkumulátoros energiatárolás azonban még annyira új keletű technológia, hogy a benne rejlő lehetőségek közel sem annyira ismertek számukra. A következő években tehát az lesz az iparág és a szaksajtó egyik kiemelt feladata, hogy megismertesse az akkumulátortechnológiában rejlő valódi lehetőségeket a döntéshozókkal, mert energiatárolás nélkül nem lehet sikeres az energiaátmenet.

Nincs időd naponta 8-10 hírt elolvasni? Iratkozz fel a heti hírlevelünkre, és mi minden szombat reggel megküldjük azt a 10-12-t, ami az adott héten a legfontosabb, legérdekesebb volt. Feliratkozás »

Elektromos autót használsz?

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.