A magyarországi villamosenergia-rendszer tavalyi adatai és kihívásai

A MAVIR adatai szerint tavaly 43,7 TWh villamos energiát fogyasztottunk, amelyben nem szerepelnek a háztartási méretű naperőművek, hiszen ezekkel kapcsolatban nincsenek hitelesen mért adatok, miközben e kisméretű termelők beépített kapacitása tavaly év végére elérte a 2318 MW értéket. 

Kimagasló eredmény, hogy a tavalyi évben a bruttó villamosenergia-felhasználás 36,4 százalékát a Paksi Atomerőmű biztosította. 2016 óta ez a legmagasabb nukleáris részarányt jelenti. A hazai szélerőműveknek összesítve ismételten volt 24 olyan napja, amikor nemhogy nem termeltek, hanem egyenesen fogyasztóként viselkedtek a rendszerben. Szélcsendben ugyanis hálózati áramot vesznek fel a segédberendezések. A hazai rendszer már most is számos kihívással szembesül, amelyek a jövőben súlyosbodni fognak.

Mindeközben 2024. január 22-én 17 óra 15 perc körül történelmi mértékű, 7441 MW-os rendszerterhelési csúcs született.

Fotó: Hárfás Zsolt

A hazai villamosenergia-termelés összetétele

2023-ban a hazai villamosenergia-termelés első számú pillére továbbra is a Paksi Atomerőmű volt, hiszen éves szinten 15,92 TWh villamos energiát termelt,

ami 48,8 százalékos termelési részaránynak felel meg.

A bruttó villamosenergia-felhasználás tekintetében pedig 2016 óta a legmagasabb értéket, 36,4 százalékot jelenti. Ez az érték lehetett volna nagyobb is, de nem lett, mert 2023-ban a paksi blokkok teljesítményét ismét több alkalommal azért kellett jelentősen csökkenteni, mert éppen jobban sütött a nap és fújt a szél, és a nap- és szélerőművek által megtermelt áramot kötelezően át kellett venni. Erről az anomáliáról korábban már többször, például

itt is írtam.

Ez rendszerszinten jelentős szabályozási feladatokat és költségeket generál. A naperőművi kapacitások folyamatos növekedése és a termelésnövekedés miatt a paksi visszaszabályozások gyakorisága és mértéke, valamint költségvonzata is jelentősen növekedhet.

2023-ban a hazai éves fogyasztásból az import részaránya ellátás- és nemzetbiztonsági szempontból továbbra is nagyon magas, 25,4 százalékra adódott, de decemberben havi szinten a 41 százalékot is meghaladta. Az is látható, hogy Paks mellett továbbra is megkerülhetetlen szerepet töltött be a szénből és gázból termelt áram is, hiszen ezek részaránya 8,4, illetve 22,1 százalék volt. Utóbbi közel 4 százalékos csökkenést jelent. Mindezek mellett a hazai termelésből az ipari méretű naperőművek 3302 MW és a szélerőművek 323 MW beépített kapacitás révén 13,4 (+4,3%), illetve 1,9 százalékkal részesedtek.

A hazai villamosenergia-fogyasztás összetétele 2009-2023 között(a háztartási méretű naperőművek adatai nélkül) Forrásadatok: MAVIR Forrás: Hárfás Zsolt

Érdekességképpen elmondható, hogy tavaly a Paksi Atomerőmű teljesítménye 10 079 negyedórás időszakban meghaladta a beépített kapacitását, ami mintegy 105 napos időszakot jelent. A négy paksi egység maximális teljesítménye 2023. január 4-én a hajnali órákban elérte a 2062,2 MW értéket is. Még mielőtt az ellenzéki politikusok ismételten titkos teszteket, kísérleteket, túlterhelést vizionálnának, érdemes elmondani, hogy a paksi négy blokk névleges teljesítménye a folyamatos fejlesztéseknek köszönhetően ma már nem 2000, hanem 2026,6 MW. Az egyes blokkok hatásfoka a hűtővíz hőmérsékletének függvényében változik. Jelen esetben a hidegebb hűtővíz jobb hatásfokot – és ennek köszönhetően – nagyobb teljesítményt biztosított.

A Paksi Atomerőmű egész évre vonatkozó átlagteljesítménye 1813 MW-ra adódott, ami közel 90 százalékos teljesítménykihasználtsági tényezőnek felel meg.

A tavalyi csúcs 7731 MW volt

2023. december 4-én délután 16 óra 45 perckor a hazai hitelesített rendszerterhelés elérte a 7331 MW-ot, amelyből az import 3425 MW-ot tett ki. Ez azt jelentette, hogy ebben az időszakban a magyarországi fogyasztók 47 százalékban külföldi erőművek által megtermelt villamos energiát használtak. A tavalyi csúcs csak 65 MW-tal maradt el a 2022. január 25-én 17 óra 15 perc körül mért történelmi hazai rendszerterhelési csúcs 7396 MW-os (15 perces) értékétől. Azoknak, akiknek kételye lenne a Paks II. Atomerőmű létjogosultságát illetően, álljon itt egy meggyőző adat!

A tavalyi rendszerterhelési csúcs pillanata Forrás: Hárfás Zsolt

Az ábrán jól látható, hogy a csúcs idején az import mellett kritikus jelentősége volt a Paksi Atomerőmű termelése mellett a gázerőműveknek és a szénnek is. Miközben a szélerőművek 158 MW teljesítményt adtak a beépített mintegy 325 MW-ból, a naperőművek viszont csak 0,03 MW-ot biztosítottak a rendszer számára, miközben az ipari méretű naperőművek beépített teljesítménye már mintegy 3300 MW. A háztartási méretű napelemek –, amelyek teljesítménye már több mint 2220 MW – szintén nem állhattak rendelkezésre abban az időszakban, amikor egyébként is nagyon megugrik a fogyasztás. Még egy fontos momentum, ami a Paksi Atomerőmű jelentőségét mutatja: karbantartás miatt a teljes, több mint 2000 MW paksi teljesítmény negyede hiányzott, amit csak importból lehetett pótolni!

Ezek az adatok is azt mutatják, hogy az időjárás- és napszakfüggő megújulók ellátásbiztonságot – az ipari mértékű energiatárolás hiánya miatt – nem tudnak garantálni, hiszen az emberek és az ipar megnövekedett igényét akkor is ki kell tudni elégíteni, amikor nem süt a nap és/vagy nem fúj eléggé a szél.

Az idei évben pedig már megdőlt a 2022-es történelmi mértékű rendszerterhelési csúcs. Történt ugyanis, hogy 2024. január 22-én 17 óra 15 perc körül a hazai hitelesített rendszerterhelés elérte a 7441 MW értéket, ami +45 MW-tal több, mint az előző, 2022-es csúcs. Az új történelmi csúcs értékéből az import 3196 MW-ra adódott. A Paks II. Atomerőmű „csak" 2400 MW lesz.

Sokkoló import adatok

Az abszolút villamosenergia-import csúcs 2023. december 8 -án 17 óra környéken 3766 MW (ez a 2022. évi csúcshoz képest + 432 MW-ot jelent) volt, amely az adott rendszerterheléshez (7144 MW) viszonyítva közel 52,7 százalékosimport részarányt jelentett!

Az import részarány tekintetében viszont az abszolút csúcs 2023. május 12-én 21 óra körül született, hiszen ekkor a hazai fogyasztás maradéktalan kielégítéséhez szükséges villamos energia közel 62 százaléka külföldről (import: 3427 MW, rendszerterhelés 5532 MW) érkezett! 2023-ban összességében 6632 olyan negyedórás időszak volt, amikor az import részaránya meghaladta a 40 százalékot. Ez a szám 2022-ben „csak” 3639 volt!

A tavalyi év adatait vizsgálva megállapítható, hogy a villamosenergia-import maximuma 3766 MW volt és 4377 olyan különböző negyedórás időszak (közel 46 nap) volt, amikor az import értéke meghaladta a majdani Paks II. Atomerőmű 2400 MW-nyi teljesítményét. Az import átlagos értéke 1322 MW-ra, az export csúcs július 8-án 11 óra 30 perc körül pedig 2031 MW-ra adódott.

Növekvő naperőművi kapacitások

Hazánkban a kormányzati ösztönzők hatására folyamatosan növekszik a villamosenergia-rendszerbe betápláló naperőművek száma. Tavaly december eleji adatok szerint a beépített kapacitás már 3302 MW volt! Ezzel kapcsolatban azonban nem lehet elégszer hangsúlyozni, hogy a naperőművek termelése napszaktól és időjárástól függően állandóan változik, ami megmutatkozik abban is, hogy tavaly e megújuló energiaforrás teljesítménye a nettó adatok alapján 0 és 2731 MW között folyamatosan változott.

Forrás: MAVIR

A naperőművek teljesítménye a január és december közötti negyedórás időszakok közel 34 százalékában 0, azaz nulla, további 16 százalékban pedig 0,01 és 10 MW között volt. Éves szinten az átlagteljesítményük „csak” 502 MW volt. Ebből is egyértelműen kitűnik az a tény, hogy a villamosenergia-rendszerben feltétlenül szükség van olyan alaperőművekre, amelyek akkor is képesek termelni, ha például nem süt a nap vagy alig fúj a szél. Láthatóan a naperőművek növekvő kapacitásai jelenleg is kritikus rendszerszintű kérdéseket vetnek fel, ezért már jogszabályi módosításokra is sor került. A jövőbeli újabb kapacitások pedig további kérdéseket fognak felvetni, ezért a naperőműveket is reálisan, szakmai alapon kell tudni értékelni!

Arany Málna-díj a hazai szélerőműveknek

Az időjárásfüggő megújulók fontosak, de nem elégségek. A szélerőművek teljesítményét – a naperőművekhez hasonlóan – nem lehet összehasonlítani egy atomerőmű teljesítményével, azaz 1 MW szélerőművi kapacitás nem egyenlő 1 MW atomerőművi kapacitással. Amíg az atomerőművek folyamatosan, télen-nyáron, éjjel-nappal képesek az áramtermelésre, a szélerőművek termelése az időjárás, a napszak és az évszakok függvényében folyamatosan, hektikusan változik nemcsak napról napra, hanem évről évre is. Mi sem bizonyítja ezt jobban, ha megvizsgáljuk a hazai szélerőművek – beépített kapacitásuk 323 MW – tavalyi termelését, amely a napszaktól és időjárástól függően változott.

A hazai szélerőművek aktuális teljesítményének (MW) megoszlása negyedórás adatok alapján 2023. január-december között. Forrás: MAVIR

Az ábrán jól látható, hogy a hazai szélerőművek termelése egész évben – 0 és 287 MW között – mozgott. Az egész évre vonatkozó átlagteljesítményük 65,4 MW-ra adódott, ami csak 20 százalékos teljesítménykihasználási tényezőnek felel meg. Ez a 2017-es 25,9 százalékos értékhez képest is közel 6 százalékos csökkenést jelent!

De még elgondolkodtatóbb a helyzet, ha rendszerszinten vizsgáljuk a szerepüket, hiszen tavaly 2278 olyan negyedórás időszak volt, amikor a hazai szélerőművek önfogyasztása magasabb volt, mint a termelése.

Mindez azt jelenti, hogy összességében közel 24 napnyi időszakban a hazai szélerőművek a villamosenergia-rendszerben termelők helyett fogyasztóként jelentek meg, hiszen az önfogyasztásuk (segédberendezések, hozzájuk tartozó infrastruktúrák villamos energiával való ellátása) nagyobb volt, mint az aktuális (0) termelésük! A szélerőművek áramigényét ilyenkor jelentős részben a Paksi Atomerőműben megtermelt villamos energia biztosította.

Ha nem süt a nap, fúj a szél….

Sokszor azt is hallhatjuk, hogy azért sem kell nekünk a Paks II. Atomerőmű, mert a nap és a szél jól kiegészítik egymást, azaz, ha nem süt a nap, attól még a szél fúj, tehát nap- és szélerőművekkel lehet ellátásbiztonságot garantálni. Nos, a tavalyi évben összesen 548 olyan negyedórás időszak volt, amikor a nap- és szélerőművek teljesítménye 0 MW alatti volt és 2648 olyan 15 perces időszak, amikor 0-10 MW közé esett.

Szélerőművek építése

Nemzeti érdek a hazai villamosenergia-termelés növelése a kockázatokat hordozó áramimport minimalizálása érdekében. Ennek részeként természetesen indokolt lehet újabb szélerőművi kapacitások építése. Ugyanakkor rendszerszinten ehhez számos tényezőt kell figyelembe venni. Műszaki szempontból a legfontosabb tényező, hogy a szélerőműveknek sokkal hektikusabb a termelése, mint a naperőműveknek. Ez pedig jelentős rendszerszabályozási feladatokat generál, hiszen például szélcsendesebb időszakokban több tartalék kapacitásra van szükség, ami többletköltséget igényel.

Jövőbeli kihívások

Hazánk már most is nagy kihívásokkal szembesül, amelyek a jövőben súlyosbodhatnak.

Az e-mobilitás és a hőszivattyús rendszerek, illetve az elektromos fűtés elterjedésével a villamosenergia-igények jelentősen növekedni fognak, amelyeket télen-nyáron és éjjel-nappal ki kell tudni majd elégíteni. A jövőben Európában az igények növekedése, az egyes erőművek leállása azt fogja eredményezni, hogy az import lehetőségek beszűkülhetnek/megszűnhetnek.

Forrás: Hárfás Zsolt

Mindezek miatt a nemzeti célokat az szolgálná a legjobban, ha a jövőbeli fogyasztásunk kielégítéséhez szükséges villamos energia döntő részét hazai erőművek termelnék meg.

Ehhez szükséges egy egészséges energiamix részeként a Paks II. Atomerőmű mihamarabbi, legbiztonságosabb módon történő megépítése, a Paksi Atomerőmű további üzemidő-hosszabbítása mellett további nap- és szélerőművi kapacitások építése is. Ugyanakkor fontos, hogy az időjárásfüggő megújulók szerepét reálisan és szakmai alapon ítéljük meg. Természetesen mindezek mellett szükséges pl. gázerőművek építése, valamint a villamosenergia-hálózat és a tárolói kapacitás további fejlesztése is.

Hárfás Zsolt atomenergetikai szakértő

az atombiztos.blogstar.hu oldal szerzője