Történelmi csúcsok és kihívások

A brüsszeli szankciók okozta drasztikus áremelkedések, valamint az európai és hazai energetikai kihívások közepette elemi nemzeti érdek, hogy a jövőbeli import-szükséglet minimalizálása érdekében olyan energiamix álljon rendelkezésre hazánkban, amelynek révén télen-nyáron, éjjel-nappal olcsón rendelkezésre álló, klímabarát villamos energiát lehessen biztosítani a lakosságnak és az iparnak is. Ennek érdekében létszükség a hazai nukleáris kapacitás hosszú távú növelése mellett a naperőművek jelentős fejlesztése is. A magyarországi klímabarát áramtermelési módok bizonyos időszakokban rekordokat döntenek, de az időjárásfüggő megújulók üzemeltetése számos súlyos mellékhatással jár, amelyekre mihamarabb meg kell találni a szükséges jogi szabályozási és/vagy műszaki megoldásokat.

A naperőművek csúcsra törnek, de....

A kormányzati ösztönzők hatására az ipari és a háztartási méretű naperőművek kapacitása az elmúlt években látványosan növekedett, a jövőben ez a tendencia tovább folytatódik. A legfrissebb márciusi adatok szerint az ipari méretű naperőművek beépített kapacitása 2630, a háztartási méretűeké pedig 1632 MW volt. Összességében tehát 4230 MW a hazai naperőművi kapacitás, ami 2010-ben kevesebb mint 1, azaz egy (!) MW volt. Éppen ezért teljesen természetes, hogy egyes negyedórás, órás időszakokban optimális időjárási viszonyok között újabb és újabb naperőműves csúcsok születnek. De nem lehet elégszer hangsúlyozni, hogy az embereknek és az iparnak folyamatosan szüksége van áramra, tehát a naperőművek önmagukban nem tudnak ellátásbiztonságot garantálni. Erről korábban itt írtam.

2023. március 18-án egy szép, nem túl meleg napsütéses napon a kedvező időjárási viszonyoknak köszönhetően a hazai villamosenergia-rendszer vonatkozásában újabb és újabb rekordok dőltek meg. A 11:30 és 11:45 közötti negyedórában megdőlt a naperőművi termelési csúcs, a Paksi Atomerőműnek és a megújulóknak köszönhetően a klímabarát áramtermelés mennyisége, valamint villamosenergia-export rekord is született.

Forrás: MAVIR

Konkrét számokkal mindez azt jelentette, hogy az adott negyedórás időszakban az ipari méretű naperőművek aktuális teljesítménye elérte a 2362 MW értéket, ami a beépített 2630 MW kapacitásnak a 90 százalékát tette ki. Ez az érték csak egy 15 perces időtartamra vonatkozik, tehát nem szabad ebből azt a téves következtetést levonni, hogy a naperőművek „lepipálták" a Paksi Atomerőművet, hiszen a paksi blokkoknak nem negyedórás, hanem éves szinten közel 90 százalékos a teljesítménykihasználtsági tényezője. Az ábrán is jól látható, hogy a naperőművek csak napközben termeltek, a többi időszakban a termelésük nulla volt.

Szakmai szemmel teljesen egyértelmű, hogy a való életben nem a beépített kapacitás a mérvadó, hanem az, hogy az adott termelő mennyi villamos energia termelésére képes. Tavaly például a Paksi Atomerőmű a beépített 2026 MW névleges teljesítménye révén mintegy 15,8 TWh villamos energiát tudott megtermelni, miközben a hazai naperőművek 2525 MW (év végi adat) csak 3 TWh termelésre voltak képesek. Ez azzal magyarázható, hogy az atomerőmű télen-nyáron, éjjel-nappal képes az áramtermelésre, így a teljesítménykihasználtsági tényező (az elméleti maximális teljesítőképességéhez mérten ténylegesen mennyi villamos energiát termel meg egy év alatt) 90 százalék körül mozog, miközben a hazai naperőművek esetében ez a szám csak 15 százalék körüli.

Sokatmondó adat az is, hogy az idei év első két hónapjában a Paksi Atomerőmű (2027 MW) villamosenergia-termelése több mint nyolcszor nagyobb volt, mint a naperőműveké (2545 MW). Gyakran hallhatjuk például azt is, hogy a nap- és szélerőművek termelése „jól" kiegészíti egymást. Nos, tavalyi adatok alapján összességében 3627 olyan negyedórás időszak volt hazánkban (ez 38 napnyi időszakot jelent), amikor az együttes termelésük 10 MW alatti volt... De említhetjük például április 7-ét is, amikor a téliesre fordult időjárás végeredményképpen azt eredményezte, hogy az ipari méretű hazai naperőművek beépített 2630 MW kapacitásából - szintén a 11:00 és 11:45 közötti időszakban nézve - „csak" közel 600 MW állt rendelkezésre. Ebből nem lett 15 perces naperőműves szenzáció...

Ebből nem lesz 15 perces naperőműves szenzáció... Forrás: Hárfás Zsolt

Visszatérve március 18-ra. Az adott negyedórás időszakban – az optimális időjárás következtében – a bruttó hazai rendszerterhelés (4180 MW) 65 százalékát a megújulók, döntően a naperőművek (56,5 százalék) biztosították. Itt hozzá kell tenni azt is, hogy a MAVIR adatai között – mérés hiányában – a háztartási méretű naperőművek adatai (beépített kapacitásuk 1632 MW) nem szerepelnek, ami azt jelenti, hogy a hivatkozott 15 perces időszakban ezek is hasonló kihasználtsággal üzemelhettek, ezáltal csökkentve az országos villamosenergia-rendszer terhelését.

Az ábrán jól látható az is, hogy a Paksi Atomerőmű egész nap stabilan, a beépített közel 2027 MW-os kapacitásától eltérően (a hidegebb időjárás jobb hatásfokot eredményez) 2042-2049 MW teljesítményszinten üzemelt, ami több mint 100 százalékos teljesítménykihasználtsági tényezőt jelent. Bár erről különös módon a híradások nem számolnak be. Mindez azt is jelenti, hogy az adott negyedórás időszakban is a hazai teljes fogyasztás közel 49 százalékát a télen-nyáron, éjjel-nappal üzemelni képes paksi blokkok biztosították.

Összességében a 65 százaléknyi megújulós és a 49 százaléknyi atomerőművi termelés azt is jelentette, hogy hazánkban abban az időszakban a klímabarát áramtermelés mértéke meghaladta az ország teljes villamosenergia-fogyasztásának a 100 százalékát. Ez is azt támasztja alá, hogy a klímavédelmi célok elérése érdekében az egyetlen helyes út a megújulók és az atomenergia együttes alkalmazása.

Természetesen a naperőművi kapacitások növekedése azt is eredményezi, hogy egyes időszakokban – kisebb rendszerterhelés esetén – Magyarország már jelentősebb mennyiségű villamos energiát is képes exportálni. Így történt március 18-án is, hiszen az export mértéke – a naposabb időszakban – 10 és 1545 MW között mozgott. Ugyanakkor az ábrát vizsgálva az is látható, hogy a naperőművek nélkül az ország jelentős mértékű importra szorult, amelynek maximális értéke elérte a 2048 MW-ot is. Mindez azt is jelenti, hogy a hazai rendszerirányító, a MAVIR az adott napon rendkívül komoly kihívásokkal szembesült a rendszeregyensúly fenntartása szempontjából, hiszen az import-export minimális és maximális értéke között hatalmas, 3593 MW volt az ingadozás.

Az adott napon látható hatalmas, mondhatni történelmi mértékű export mellett az is szembetűnő, hogy ezek mértéke is korlátos volt, hiszen a hazai villamosenergia-rendszer egyensúlyának biztosítása érdekében március 18-án is szükség volt erőművek – jelen esetben – döntően a gázerőművek leszabályozására. Ennek maximális értéke elérte a 433 MW-ot is. Ennél a pontnál elérkeztünk egy olyan súlyos kihíváshoz, amelyre mihamarabb meg kell találni a szakmai és gazdaságilag is észszerű válaszokat! Ezen a napon az exportlehetőségek hiánya bizonyára azt is eredményezte volna, hogy a rendszeregyensúly biztosítása érdekében, a megújulók kötelező átvétele miatt a paksi atomerőművi blokkok teljesítményét jelentősen csökkenteni kellett volna...

Hogyan működik egy modern atomerőmű?

Ne Paksot terheljék vissza!

A naperőművi kapacitások nagymértékű növekedése ugyanis – alapvetően a megtermelt villamos energia kötelező átvétele miatt – azt is eredményezi, hogy alacsonyabb rendszerterhelési időszakban és/vagy az exportlehetőségek korlátozottságának, vagy az „olcsó külföldi zöldáram" miatti „kényszerexport" következtében hazai erőműveket, köztük a Paksi Atomerőművet kell leszabályozni, ami szakmai, klímavédelmi és gazdasági nonszensz. Ugyanis például rendszerszinten költséget okoz az, ha az olcsón termelő paksi blokk termelését csökkentik, miközben többszörös áron, kötelező módon átveszik a nap- és szélerőművek által termelt áramot. Arról nem is beszélve, hogy műszaki szempontból sem előnyös, ha ilyen okokból „rángatják" a blokkokat, különösen azért, mert a tervekben további üzemidő-hosszabbítás is szerepel. Ezekre az elmúlt években már sokszor felhívtam a figyelmet. Legutóbb ebben az írásomban.

Ezek a leszabályozások pedig egyre gyakrabban megismétlődnek. Ilyen esemény volt például 2023. március 25-én is, amikor kezdetben a szélerőművek, később a naperőművek által termelt villamos energia kötelező átvétele és a jelentős import miatt a paksi 1-3 blokk teljesítményét 75-75 MW-tal kellett csökkenteni, ami azt jelentette, hogy a Paksi Atomerőmű hajnali 5 órai bruttó 2045 MW-os teljesítménye 12.00-ra fokozatosan 1819 MW-ra csökkent. Ez azt jelzi, hogy az eredetileg alaperőműként üzemelő Paksi Atomerőmű egyre többször menetrendtartó erőműként funkciónál, ami minden szempontból abszurd.

A hazai villamosenergia-fogyasztás összetétele 2023. március 25-én Forrás: MAVIR

A március 25-ei rendszeradatokból az is kiderül, hogy ebben az időszakban például a hazai gázerőművek termelése is alacsonyabb volt, amit napközben tovább csökkentettek, de nem eléggé, hiszen a Paksi Atomerőmű termelését is vissza kellett fogni. Ez pedig végeredményképpen azt is jelenti, hogy az olcsón és klímabarát módon termelő négy paksi blokk teljesítménye csökkent, miközben a drágán termelő és klímavédelmi szempontól nem túl előnyös gázerőművek termelését nem mérsékelték tovább. Természetesen ellátásbiztonság szempontjából szükség van a gázerőművekre is, de ilyen esetekben észszerű szempontból nem a Paksi Atomerőmű termelését kellene visszafogni...

A jövőt illetően arra is megfelelő módon fel kell készülni, hogy a következő években, évtizedben a hazai naperőművi kapacitás 6-10 000 MW is lehet, miközben rendelkezésre fog állni egyrészt a Paksi Atomerőmű 2027 MW-os, a Paks II. Atomerőmű 2400 MW-os kapacitása, másrészt további erőművi kapacitásokkal is számolni kell úgy, hogy közben a csúcsterhelés csak 8-10 000 MW lesz. Tehát jelentős többlet villamos energia áll majd a rendelkezésre. De természetesen arra is készülni kell – és ez a súlyosabb kihívás –, ha a naperőművek 6-10 000 MW-os kapacitásának csak a töredéke, vagy éppen semmi nem áll rendelkezésre az időjárás-függőségük és napszakfüggőségük miatt, miközben hatalmas csúcsigény lép fél és az importlehetőségek korlátozottak lesznek, vagy nem lesznek elérhetőek, hiszen a szomszédos országok is hiánnyal küzdenek majd...

A fentiekre tekintettel a növekvő naperőművi kapacitások tekintetében folyamatosan vizsgálni kell azoknak a villamosenergia-rendszerre, a költségekre, a villamosenergia-árakra és az egyéb tényezőkre gyakorolt hatását a hazai ellátásbiztonsági, versenyképességi és klímavédelmi célok teljesíthetősége érdekében. Megfelelő és teljes körű jogi szabályozással, műszaki megoldásokkal mihamarabb el kellene érni, hogy a klímabarát és olcsó villamos energiát biztosító Paksi Atomerőmű folyamatosan, a lehető legnagyobb teljesítményszinten üzemelhessen, valamint a megújuló energiaforrások, például a naperőművek is, a legtöbb áramot termeljék. Ez azt jelenti, hogyha bármilyen fent említett okból a rendszerben lévő erőművek leszabályozására van szükség, akkor ne a Paksi

Atomerőművet szabályozzák le, hanem (tovább) csökkentsék más erőművek (például gáz, szén) termelését, akár a nap- és szélerőművekét is! Magától értetődő, hogy ezt az elvet a fenti okok miatt a Paks II. Atomerőmű esetében is érvényesíteni kell majd.

Hárfás Zsolt, atomenergetikai szakértő az atombiztos.blogstar.hu oldal szerzőjének írása