Ezért rossz ötlet alaperőművet építeni

Május 28-án, pünkösd vasárnap a hosszú hétvége miatt sok magyarországi gyárban szünetelt a termelés, miközben a közel 2 gigawattnyi háztáji napelemes rendszer fedezte a háztartások egy jelentős részének a szükségletét. Az időjárás is ideális volt, már nem kellett fűteni, még nem kellett hűteni, így kora délután a hálózati terhelés, vagyis a kereskedelmi célú erőművek által előállított villamos energia iránti igény 3 GW alá csökkent, ami ebben a napszakban valószínűleg évtizedes negatív rekordot jelent. Korábban ilyen alacsony keresletet csak az éjszakai völgyidőszakban láthattunk, újabban már azonban gyakran az is előfordul, hogy egy napon belül két völgyidőszak alakul ki: egy éjszakai és egy nappali.

A rekord alacsony kereslettel párhuzamosan az országban működő 3 gigawattnyi kereskedelmi célú naperőmű a dél körüli órákban 2,5 GW-os teljesítményt ért el. Paks három működő reaktora (az egyik blokk épp javítás alatt állt), 1,5 GW teljesítményre képes, és a rendszerben maradt még néhány száz megawattnyi egyéb, nem könnyen leállítható kapacitás, vagyis összességében 4 GW-ot meghaladó termelés állt szemben 3 gigawattnyi igénnyel.

A fekete vonal jelzi a hálózati terhelést. Az alul lévő piros sáv az atomenergia, a barna a szénerőmű, a narancs a gázerőművek, a sárga pedig a kereskedelmi célú naperőművek termelését mutatja.

Ezek után nem is csoda, hogy pünkösd vasárnap már délelőtt 10 órakor nulla euróba került egy MWh villamosenergia az áramtőzsdén, majd 11 és 17 óra között végig a negatív tartományban tartózkodtak az árak – vagyis a termelők fizettek azért, hogy valaki átvegye tőlük a megtermelt energiát. A nappali órákban a túlkínálat miatt a Paksi Atomerőmű termelését körülbelül 400 MW-tal csökkentették, ám még így is jelentős többlet alakult ki, és több órán keresztül 1300-1400 MW-ot exportáltunk, vagyis nagyjából annyit, mint a 3 működő reaktorblokk termelése. Az export a Mavir adatai szerint Ukrajnába, Romániába és „Jugoszláviába” irányult.

Elsőre jól hangzik, hogy ennyit tudtunk exportálni, valójában azonban az idő legnagyobb részében ezt is csak negatív árak mellett tudtuk megtenni, magyarán mi fizettünk azért, hogy a szomszédaink átvegyék tőlünk a túltermelést.

A fenti helyzet nem csak a régiónkat jellemezte, több európai országban is negatív árak alakultak ki. Hollandiában, ahol a háztartások körülbelül negyede rendelkezik napelemekkel, egészen -400 euróig zuhant az áram tőzsdei ára, és volt időszak, amikor 7 GW-ot exportáltak.

Franciaországban az atomerőműveket és naperőműveket egyaránt vissza kellett szabályozni, de így is negatív árak alakultak ki az áramtőzsdén, mert nem nagyon tudtak hova exportálni.

Ami május 28-án történt az országban és a kontinensen, még csak nem is egyedülálló. Kisebb léptékben, de hasonló események zajlottak le húsvétkor, a május 1-jei hosszú hétvégén, május 27-én, és pünkösd hétfőn is. A következő években, évtizedekben ennél már csak több megújulós kapacitás fog működni Európában, és amikor azt mondjuk, hogy több, akkor nem plusz 10-20 százalékról beszélünk, hanem a jelenlegi kapacitások sokszorosáról: Németország például 2030-ig meg akarja háromszorozni a napenergiás termelési potenciálját. Arra kell tehát felkészülnünk, hogy a túltermeléssel járó időszakok frekvenciája, időtartama, és a túltermelés nagysága is jelentősen meg fog nőni, ez pedig a rugalmas szabályozási kapacitások fejlesztését teszi szükségessé. Rugalmatlan alaperőművekre viszont nem lesz szükség ennyi megújuló energia mellett.

Le kellett kapcsolni a lengyel naperőműveket, akkora volt a túltermelés

Mi is az az alaperőmű?

Ahogyan a Paksi Atomerőmű kisokosa írja, „az alaperőmű folyamatosan, nagy kihasználtsággal üzemelő erőmű, amely a villamosenergia-rendszer terhelésének állandó részét fedezi”. Ilyen az atomerőmű és a szénerőmű: ha ezek egyszer beindulnak, akkor nem nagyon van megállás. Technikailag ide tartoznak még a folyóvizes erőművek, a biomasszát égető erőművek, és még néhány egyéb technológia is, de ezek kevésbé skálázhatóak (a kombinált ciklusú gázerőművek pedig egyaránt használhatóak alaperőműként és menetrendtartó erőműként is), így a szén- és az atomerőmű tekinthető klasszikus alaperőműnek, ám az előbbi technológia már nem számít politikailag korrektnek a világ civilizáltabb részein. Ha új alaperőmű építésébe akar fogni egy európai ország, akkor lényegében a nukleáris energia maradt az egyetlen olyan elfogadható alternatíva, amely tömegesen alkalmazható.

Az alaperőművek tehát főszabály szerint az idő legnagyobb részében a maximumhoz közeli teljesítménnyel termelnek. Itt rögtön fel is merül a kérdés, hogy mit kezdjünk velük az egyre gyakoribbá váló nap- és szélenergiás túltermelések idején?

Le lehet szabályozni akár az atomerőműveket is, ez technikailag megoldható, ám ha egy olyan termelőt szeretnénk a portfóliónkban tartani, amelyet rendszeresen le- és felszabályozunk, akkor eleve nem alaperőművet építünk. Az atomerőművek megtérülését szinte mindig úgy szokták kiszámítani, hogy 50-60 évnyi folyamatos működéssel, és maximális kihasználtsággal kalkulálnak. Ha folyton leszabályozzuk a termelését, akkor tovább romlanak a már amúgy is drága technológia megtérülési mutatói, illetve a karbantartási költségek is megugranak – ráadásként még Hárfás Zsolt is dühödten követelné a Magyar Nemzetben, hogy ne az olcsó atomenergiát szabályozzák le a drága napenergia kedvéért. Nem véletlen, hogy erre a működési módra más típusú megoldásokat szoktak választani.

Egy másik lehetőség, hogy ilyenkor a nap- és a szélerőműveket kapcsoljuk le. Ebben az esetben egy olyan gyorsan skálázható technológiának rontjuk a megtérülését, amelyet a befektetők sok esetben önként és dalolva finanszíroznak (persze a jelenlegi kamatszintek mellett kevésbé dalolnak), csak azért, hogy az állami támogatásra szoruló, rendkívül lassan épülő atomerőmű megtérülési mutatói rendben legyenek. De ezen most lépjünk is túl, és koncentráljunk inkább egy másik problémára.

Dél-Ausztráliában, ahol minden harmadik háztartás rendelkezik napelemmel, már rendszeresen előfordul, hogy a hálózati terhelés lemegy nullára (illetve az alá) – vagyis a fogyasztóknak nincs szüksége az erőművek által előállított energiára, mert a tetőkön lévő napelemek ellátják az állam összes fogyasztóját.

Kép: SA Power Networks.

A háztáji napelemek 5 órán át fedezték a teljes helyi fogyasztást egy ausztrál államban

De nem is kell Ausztráliáig mennünk a példáért. Hollandiában, ahol szintén nagyon magas a napelemes háztartások aránya, május 26-án délután 1548 MW-ig, május 27-én 367 MW-ig, május 28-án 852 MW-ig esett a hálózati terhelés (és a sort még folytathatnánk), ami a napelemboom előtti években még hétvégén is 8-10 GW között mozgott, vagyis a napsütéses órákban eltűnt az igény 80-90%-a, ha pedig a hétköznapokat nézzük, akkor az 50-60%-a (13 GW helyett 5 GW).

Hollandia hálózati terhelése 2023 21. hetében.

Technikailag természetesen az is megoldható, hogy lekapcsoljuk a háztáji napelemeket, ehhez csupán olyan inverterek használatát kell előírni, amit a szolgáltató távolról vezérelhet. Dél- és Nyugat-Ausztráliában például már bevezettek olyan előírásokat, amelyek szerint minden újonnan telepített inverternek alkalmasnak kell lennie arra, hogy a szolgáltató távolról lekapcsolhassa őket a hálózatról, vagy korlátozza a betáplálásukat.

Azt azonban nehezen tudom elképzelni, hogy annak a felhasználónak, aki a saját pénzéből beruházott egy napelemes rendszerre, komolyan korlátozzák a termelését. Ez elég abszurd lenne, különösen a termelőüzemek esetében, amelyeknek rontaná a versenyképességét egy ilyen intézkedés.

Ausztráliában csak vészhelyzet elhárítása érdekében és csak a szükséges mértékig él a rendszerirányító a lekapcsolás lehetőségével, ami viszonylag ritka, ezért nem különösebben befolyásolja a napelemek megtérülését. Persze Dél-Ausztráliában nincsenek is alaperőművek, Nyugaton van még néhány szénerőmű, de azokat is be akarják zárni 2030-ig. Mindkét állam akkumulátorokat és elektrolizálókat telepít inkább, hogy rugalmasságot biztosítson a rendszer számára.

A vártnál is gyorsabban csökken a zöld hidrogén ára

A kérdés tehát továbbra is adott: mit kezdjünk az alaperőművekkel akkor, amikor túltermelés van? Erre még soha nem hallottam épkézláb választ. Pedig már a minisztériumban is azzal számolnak, hogy 2030-ra 12-13 GW napelemes kapacitás fog működni Magyarországon, plusz az EU-s jogszabályok miatt a szélerőműveket is újra engedélyeztetni kell majd, és ha ezek mellé megépül Paks 2, akkor itt bizony bőven lesz túltermelés.

Ma még tudjuk exporttal kezelni a helyzetet, hiszen a régióban nálunk a legmagasabb a napenergia aránya, ezért a környező országokban egyelőre nem jellemző a túltermelés. Az exportkapacitások azonban korlátozottak, és Szlovákiát leszámítva az összes szomszédunkban be fog indulni, vagy már be is indult a napelemes boom, akkor pedig nem lesz hova exportálnunk.

Ezek fényében számomra érthetetlen, hogy ez a probléma miért csak néhány „sötétzöldet” zavar, és miért mantrázza szinte mindenki azt, hogy „alaperőmű márpedig kell”.

Legyünk igazságosak, a kormány az energia- és klímatervében már megnevezte a megoldást: túltermelés esetén majd vizet bontunk, és hidrogént termelünk. Ez a válasz azonban csak újabb kérdéseket vet fel, és még beljebb visz minket az erdőbe.

Kezdjük azzal, hogy a megújuló energia ellen, az alaperőművek mellett az alábbi két érv valamelyike szinte mindig fel szokott merülni:

1. Az energiatárolás nem megoldott.
2. A megújulók mellé szükséges kiépíteni a kiegyenlítő-energiatároló kapacitásokat is, ez a párhuzamosság azonban túl drágává teszi a rendszert.

A két állítás ellentmond egymásnak, hiszen valami vagy nem megoldható, vagy valamennyibe kerül. De ezen most lépjünk túl, és nézzük meg őket külön-külön.

Amennyiben hidrogént gyártunk, akkor az energiatárolás már meg is van oldva, hiszen a hidrogén a (szezonális) energiatárolás egyik lehetséges eszköze. A kormány szerint tehát ezt a problémát tehát ki is pipálhatjuk, nézzük a másikat.

Ha két párhuzamos rendszer (megújulók + energiatárolás) kiépítése túl drága, akkor erre az a válasz az atomenergia pártolói szerint, hogy építsünk ki egyből hármat (megújulók + atomenergia + energiatárolás), mert az majd úgy olcsóbb lesz. Vajon csak én érzem úgy, hogy ez a logika sántít?

Az időjárásfüggő megújuló energián alapuló rendszerekben az idő 99%-ában vagy alul-, vagy túltermelés van, hiszen a napsütés és a szél nem a mi igényeinkhez igazodik. Jelenleg ez még úgy néz ki, hogy 98%-ban alultermelés, 1%-ban túltermelés van, de a termelőkapacitások bővülésével kiegyenlítettebb lesz az arány. Eddig a túltermelés problémájáról beszéltünk, ám sokan azzal érvelnek az alaperőművek mellet, hogy áramra akkor is szükség van, amikor nincs elegendő megújuló energia. Például a szélcsendes téli estéken. Ilyenkor honnan lenne áram Paks nélkül?

Egy téli estén Magyarország villamosenergia-igénye 7-8-9 GW lehet majd úgy tíz év múlva, attól függően, hogy mennyire növelték meg a villanyautók, a hőszivattyúk és az akkumulátorgyárak a keresletet. Paks 2 ehhez képest 2,4 GW-ot tud leadni, ha Paks 1-et megtartjuk, akkor 4,4 gigawattunk van (feltéve, hogy nem jön közbe semmi, márpedig előfordul, hogy egy vagy több blokk épp a legrosszabbkor áll le). A hiányzó gigawattok ilyenkor vajon honnan jönnek? Megint oda jutottunk vissza, hogy kell egy masszív kiegyenlítői-energiatárolási kapacitás, avagy három párhuzamos rendszer, ami állítólag olcsóbb, mint a kettő. És ha képesek vagyunk ilyen léptékben tárolni az energiát, akkor tulajdonképpen mi szükség van még drága alaperőművekre? Hiszen azok csak két esetben nem ideálisak: amikor túltermelés van, és amikor alultermelés, vagyis az esetek 99%-ában.

Ahogyan a Paksi Atomerőmű kisokosa írja: az alaperőművek a villamosenergia-rendszer terhelésének állandó részét fedezik. Ez a villamosenergia-rendszerek működésének egyik aranyszabálya, amelyet a műszaki egyetemeken is tanítanak. Amint azt Ausztráliában és Hollandiában is láthattuk, a hálózati terhelés le tud menni akár nullára is, vagyis a terhelés állandó része nulla MW lesz előbb-utóbb (hacsak nem lehetetlenítik el az önellátásra szolgáló kisebb-nagyobb erőművek létesítését). Alaperőműre tehát még az aranyszabály szerint sincs szükség egy 21. századi, az időjárásfüggő megújuló energiát, és a saját célra történő termelést előtérbe helyező villamosenergia-rendszerben. A félreértések elkerülése végett szögezzük le: ma Magyarországon, és a világ nagy részén még nem tartunk itt, ezért jelenleg még szükség van alaperőművekre, újak építésébe fogni azonban már felesleges egy olyan hálózat esetében, amely 20 éves időtávon belül át fog állni megújuló energiára. Persze, ha nem akarunk átállni, akkor a fentebbi megjegyzésem nem érvényes, és akkor tényleg óriási szükség van Paksra.

Egyre rosszabb ötlet atomerőművet építeni?

Címlapkép: MTI

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.