Mennyire hatékony a magyar villamosenergia-rendszer?

Minisorozatunk előző két részében már részletesen bemutattuk Magyarország villamosenergia-termelését, illetve felhasználását, jelen cikkünkben pedig a villamosenergia-rendszerünk hatékonyságát fogjuk egy kicsit részletesebben is megvizsgálni. Ebben továbbra is a Magyar Energetikai és Közmű-szabályozási Hivatal által publikált adatok lesznek a segítségünkre.

A hatékonyságot több dimenzió mentén is lehet értékelni, mi ebből most két területre fogunk fókuszálni, egyrészt megnézzük, hogy maga az energiatermelés mennyi energiát emészt fel (azaz mekkora az erőművek önfogyasztása), másrészt pedig annak is utánajárunk, hogy mekkora veszteség keletkezik a villamos energia szállítása során.

Az erőművek önfogyasztása

Az erőművek működése során az önfogyasztás (vagy saját célú energiafelhasználás) teljesen természetes és elkerülhetetlen jelenség. Ahhoz ugyanis, hogy egy erőmű energiát tudjon termelni és azt a hálózatba táplálja, rengeteg segédberendezést kell folyamatosan működtetnie, ami energiát igényel.

Ez az érték a technológiától függően széles tartományban mozog. A szilárd tüzelésű (szén, lignit) erőművekben a tüzelőanyagot kezelni kell, mielőtt bekerül a kazánba. Szállítószalagok mozgatják a szenet, amit malmok és aprítók őrölnek meg a hatékony égéshez, ez pedig nagy teljesítményű villanymotorokat igényel.

A hőerőművek (ide tartoznak az atom- és a biomassza erőművek is) gőzturbina segítségével termelnek áramot. Ehhez a vizet és a gőzt hatalmas nyomáson kell tartani és mozgatni.

A modern környezetvédelmi előírások miatt az erőműveknek tisztítaniuk kell a füstgázt. Az elektrosztatikus porleválasztók nagyfeszültségű terekkel szűrik ki a pernyét. A kéntelenítők és nitrogén-oxid szűrők vegyszereket permeteznek és ventilátorokkal mozgatják a gázt, ami jelentős plusz terhelés. A kazánok égéséhez szükséges levegőt is hatalmas ventilátorok fújják be, a füstgázt pedig elszívó ventilátorok juttatják a kéménybe.

Mekkora energiaigényről beszélünk? Egy modern gázerőműben a kompresszorok a szivattyúk és az egyéb segédberendezések a teljes termelés 2-4%-át használják fel. Egy atomerőműben a szivattyúk, a hűtőrendszerek és a biztonsági rendszerek 4-7 százaléknyi fogyasztásért felelősek. A szénerőművekben a malmok, szállítószalagok szivattyúk és ventilátorok 7-12%-ot is elvihetnek termelésből. A legrosszabb hatásfokkal a lignites erőművek működnek, mivel a lignit alacsony fűtőértéke és nagy nedvességtartalma miatt rengeteg anyagot kell mozgatni és szárítani, így a teljes veszteség 10-15% között szokott mozogni, egyes nagyon öreg, elavult, jellemzően a volt KGST-országokban működő blokkokban pedig még akár ennél is rosszabb lehet a tényleges arány.

A megújulók önfogyasztása lényegesen alacsonyabb, mint a fosszilis erőműveké. A szélerőművek 2–4%-os, a naperőművek és vízerőművek 1% körüli önfogyasztással rendelkeznek.

A szélerőművek esetében a gondolát forgató motorok, a lapátszög-állító rendszer (amely a turbinalapátok hossztengely körüli elforgatásával szabályozza azok szélhez viszonyított állásszögét), a hűtőventilátorok és szivattyúk (generátor, hajtómű, hidraulika hűtése/kenése), a fűtés (generátor, lapátok, olaj fűtése – hideg éghajlaton ez lehet a legnagyobb fogyasztó), a vezérlőelektronika, a kommunikáció, a navigációs lámpák, és a toronyba felvezető lift a felelős a fogyasztásért, ami szélcsendes időben is jelentkezik valamilyen mértékben.

A naperőművekben az inverterek hűtése és vezérlése, a monitoringrendszer működtetése, illetve adott esetben a napkövető tartószerkezet motorjainak működtetése igényel energiát. Mivel a segédberendezések fogyasztása nem nő arányosan a naperőmű méretével, általánosságban elmondható, hogy minél nagyobb egy napelempark, annál kisebb az ebből adódó veszteség mértéke.

A vízerőművekben a generátorok segédberendezései, a zsilipek mozgatása, a vezérlő és a távfelügyeleti rendszerek működtetése okozza az önfogyasztást.

A szivattyús víztározók, illetve az akkumulátorral ellátott erőművek esetében a tárolás ciklikus hatásfokától és a betárolt energia arányától függően még további jelentős veszteség jöhet hozzá mindezekhez.

A fentiekből adódóan tehát egy országban az erőművek oldalán jelentkező veszteség mértékét elsősorban két tényező határozza meg: hogy milyen típusú erőműveket működtetnek, és hogy ezek mennyire korszerűek.

Az alábbi grafikonon azt mutatja be, hogy az EU tagországaiban a bruttó villamosenergia-termelésnek mekkora részét tette ki az erőművek önfogyasztása 2024-ben.

Az egyik végletet Portugália jelenti, ahol az energiatermelés már nagyrészt megújuló energiából történik, amit gázerőművek egészítenek ki. A másik végletet azok az országok jelentik, ahol sok öreg, elavult lignites erőmű található, mint például Lengyelországban és Csehországban. A román adatok pedig vagy tévesek, vagy nagyon ráférne már egy erőműkorszerűsítési program az országra.

Magyarország a maga 4,9%-os értékével a mezőny utolsó harmadába tartozik. Nem jó, de nem is tragikus? Az alábbi grafikonon jól látszik, hogy a rendszerváltás óta azért jelentős előrelépés történt ezen a területen, ami annak köszönhető, hogy egyre kisebb arányt képvisel a szén, miközben új gázerőművek épültek és megnövekedett a naperőművek szerepe.

Hálózati veszteség

A hálózati veszteség az a villamosenergia-mennyiség, amely az erőművektől (vagy import esetében az országhatártól) a fogyasztókig tartó szállítás és elosztás során a hálózatban (vezetékek ellenállása, transzformátorok, kapcsolóberendezések stb.) elvész – elsősorban hő formájában. A veszteség az átviteli hálózaton tipikusan 1–3%, az elosztóhálózaton 4–8% szokott lenni, összességében pedig országonként 4–10%.

A hálózati veszteség mértékét egy országos villamosenergia-rendszerben számos műszaki, üzemeltetési, földrajzi és infrastrukturális tényező befolyásolja, melyek közül kettő alapvetően meghatározó: milyen messzire kell szállítani az áramot, illetve mennyire korszerű és jól karbantartott a hálózat.

Ha fogyasztóktól távol helyezkednek el az erőművek (pl. lignites vagy nagy vízerőmű), hosszabbak a szállítási útvonalak, nagyobb veszteség, míg a decentralizált megújulók (helyi napelemek, háztartási kiserőművek) jelentősen csökkentik azt. Az sem mindegy, hogy mekkora és milyen népsűrűségű az ország. Ezen a téren előnyben vannak az olyan kisebb, kompaktabb országok, mint például Belgium, az alacsony népsűrűségű Ausztráliában viszont drágább és sokkal kevésbé hatékony a hálózat üzemeltetése. A régi, elavult vezetékek és transzformátorok szintén növelik a veszteséget.

Nézzük meg, hogy hazánk hol helyezkedik el az európai mezőnyben a hálózati veszteség alapján.

Az ábrán jól látszik, hogy a nagyobb kiterjedésű országok (pl. Svédország, Franciaország, Spanyolország), illetve a kevésbé jól karbantartott hálózattal rendelkező, főként a Balkánon található országok rendelkeznek a legnagyobb veszteséggel, miközben a kisebb és gazdagabb országokban a legjobb a helyzet. Hazánk a középmezőnyben helyezkedik el, jól tükrözve, hogy kicsik vagyunk, de azért ráférne némi modernizáció a hálózatunkra.

Végezetül nézzük meg azt is, hogyan alakult a hálózati veszteség mértéke Magyarországon a rendszerváltás óta.

Szembeötlő a veszteségek megugrása a 90-es években, a jelenség mögött valószínűleg a szocialista nehézipar összeomlása állhat. A rendszerváltásig a legnagyobb fogyasztók és az erőművek az ipari központokban koncentrálódtak, ami rövid szállítási útvonalakat jelentett a villamos energia szempontjából. Miután ezeknek a nagy ipari fogyasztók egy jelentős része leállt, a kisebb cégek és a háztartások fogyasztása vált meghatározóvá, ezek azonban az országban szétszórtan helyezkednek el, így átlagosan nagyobb távolságra kellett szállítani az áramot.

Hosszabb távon azért már jelentős hatékonyságjavulás történt a hálózat lassú, de folyamatos modernizálásának és a decentralizáltabb áramtermelésnek köszönhetően. A háztartási, illetve a céges napelemes rendszerek terjedésének, illetve a hálózati fejlesztéseknek köszönhetően a hatékonyságjavulás várhatóan a következő években, évtizedekben is tovább fog folytatódni.

2025-ben Magyarországon hozzávetőleg 4500 GWh-t tett ki az erőművek önfogyasztása, illetve a hálózati veszteség, és ha erre egy árcédulát tennénk, akkor azon egy 100 milliárd forint körüli összeg szerepelne. Persze veszteség nélkül működő rendszer nincs, de jól látszik, hogy éves szinten több tíz milliárdot lehet megtakarítani a hatékonyság növelése révén.

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.