Egy majdnem blackout: a megújulók miatt elsötétülhet Európa

A villamos energia a világ fejlettségének mai szintjén olyanná vált számunkra, mint a levegő vagy a víz. Ez csak akkor tudatosul bennünk, amikor hirtelen elsötétül minden, leáll a fűtés, nem működik a hűtőszekrény, nem folyik a csapból a víz, mert nincs, ami fenntartsa a nyomást a rendszerben, ráadásul még egy kávét sem tudunk főzni, mert a kávéfőző is árammal működik. A világjárvány idején szó szerint élet-halál kérdése, hogy van-e, ami működtesse a lélegeztetőgépeket. Szerencsére az európai országok összekapcsolt villamosenergia-rendszerei jobbára megbízhatóan működnek, viszont figyelmeztető jel, hogy egy hete, 2021. január 8-án, pénteken csak egy hajszál választott el bennünket egy kijózanító, Európa-szintű masszív áramszünettől, ami nem az első eset volt. Az egyik ok: a megújuló energiaforrások nyakló nélküli rendszerbe állítása, ami miatt bármikor bekövetkezhet egy nagyobb áramszünet Európában. Nézzük sorban a további okokat!

Forrás: Hárfás Zsolt

Az áramszolgáltatás alapvető követelménye az egyensúly

Az európai villamosenergia-rendszerben az egyes erőművek szinkronizáltan dolgoznak együtt, azaz minden erőmű generátora azonos időpillanatban azonos frekvencián termel villamos energiát. A villamos energia tehát egy nagyon speciális termék, ami azt jelenti, hogy a rendszernek folyamatosan egyensúlyban kell lennie, azaz a termelésnek és a fogyasztásnak pontosan meg kell egyeznie, hiszen csak így lehet a hálózati frekvenciát 50 Hz-es értéken tartani. Ha az aktuális frekvenciaérték ettől eltér, akkor a hálózati rendszerirányítóknak a rendszer stabilitása érdekében azonnal be kell avatkoznia.

Az a bizonyos kritikus 14 másodperc

2021. január 8-án, pénteken közép-európai idő szerint 14 óra 5 perc körül az európai hálózaton hirtelen frekvenciaesés történt. A frekvencia 50,027-ről 49,742 Hertz-re csökkent 14 másodpercen belül, majd 14.00 körül az európai villamosenergia-rendszerről leszakadt a dél-európai térség. A közel másfél órás áramszünet Szerbiát, Horvátországot és Romániát is érintette.

A frekvencia hirtelen zuhanása Forrás: netzfrequenzmessung.de

A zavar elérte Franciaországot is...

Franciaországban a jelentős európai frekvenciacsökkenés hatására automatikusan aktiválódott a kikapcsolási terv, azaz 16 francia ipartelepen megszakították az áramszolgáltatást, aminek köszönhetően mintegy 1300 MW-tal tudott csökkenni a francia rendszerterhelés.

Az osztrák közműcégek nagyon aggódnak...

Ausztria egyik legnagyobb áramszolgáltatója, a Wien Energie közleménye szerint Európa csak alig tudta elkerülni a nagyobb áramszünetet. Erőműveik ugyan éjjel-nappal rendelkezésre állnak az ehhez hasonló események kezelésére, de véleményük szerint az utólagos „tűzoltás" hosszú távon nem életképes. Különösen azért nem, mert az ilyen „tűzoltási műveletek" száma mára tömegessé vált. Néhány évvel korábban ugyanis a Wien Energie-nek évente csak 15 alkalommal kellett rövid időn belül felgyorsítania az áramtermelést, de az utóbbi években erre évente már akár 240-szer is szükség volt a hálózat stabilizálása érdekében!

Az ok a megújuló energiaforrások fokozódó terjeszkedése. A szél- és naperőművek ingadozó áramtermelése azt jelenti, hogy a villamosenergia-hálózatok egyre nagyobb ingadozásoknak vannak kitéve. Az osztrák közlemény azt is kiemeli, hogy a klímavédelmi kérdések mellett az ellátásbiztonság a legfontosabb, ezért elengedhetetlenek a gázerőművek, amelyek gyorsan és az időjárástól függetlenül képesek egykettőre elindulni és kiegyensúlyozni a rendszert.

Ausztria csapdahelyzetben

Az atomerőmű-ellenes Ausztria a nap- és szélerőműveinek hektikus termelése miatt láthatóan egyre jobban támaszkodik a gázerőművekre, sőt, ha nem elegendő a gázerőművi kapacitás, akkor a szomszédos országokból importál energiát. Németországból, Csehországból, Szlovákiából és Magyarországról, ami azt is jelenti, hogy ilyenkor – bárhogy is nézzük – atomenergiát is felhasználnak, hiszen ezekben az országokban a villamosenergia-termeléshez jelentős mértékben járulnak hozzá az atomerőművek. Ebből is látszik, hogy az időjárásfüggő megújuló energiaforrások nyakló nélküli rendszerbe állítása nemcsak a saját energiarendszert destabilizálja, hanem hatással van a szomszédos országok energiarendszereire is. Miközben gomba módra szaporodnak a szélkerekek és a napelemek, óhatatlanul gázerőműveket kell építeni az ellátásbiztonság érdekében – a klímavédelem nagyobb dicsőségére...

A német helyzet még inkább riasztó

Érdemes megvizsgálni, hogy a január 8-án történt súlyos hálózati zavar megszüntetésében milyen szerepet töltöttek be az immár csaknem 116 000 MW kapacitást képviselő német nap- és szélerőművek? Sajnos, ez inkább költői kérdés, hiszen a válasz: semmilyet.

A németországi villamosenergia-termelés összetétele, valamint a szén-dioxid-kibocsátás
mértéke 2021. január 8-án

2021. január 8-án láthatóan a német nap- és szélerőművek egész nap és az európai rendszer frekvenciájának jelentős esése alatt is alig termeltek. Ekkor a német rendszerterhelés 70 000 MW volt, amelyből a szélerőművek mintegy 4000 MW-ot, a naperőművek pedig csak 1500 MW-ot biztosítottak. Ezen időjárásfüggők tehát áramtermelésükkel nemigen segítették az európai egyensúly helyreállítását, főleg azért sem, mert frekvenciaszabályozásban sem tudnak részt venni.

A villamosenergia-fogyasztás kielégítéséhez szükséges áramot döntően a német gáz-, szén- és atomerőművek termelték meg, hiszen a nap- és szélerőművek már hosszú hetek, hónapok óta alig tudnak villamos energiát termelni. Ilyen időjárásfüggő erőművekkel nem lehet ellátásbiztonságot garantálni. Arról nem is beszélve, hogy Németország sok esetben – Ausztriához hasonlóan – szintén a szomszédos országokból kényszerül villamos energiát importálni a német fogyasztók maradéktalan ellátása érdekében. Az már csak hab a tortán, hogy a magas fosszilis alapú áramtermelés következtében például ezen a napon az energiamixhez köthető szén-dioxid-kibocsátás 550 g/kWh között mozgott. Eközben az atombarát Franciaországban e kibocsátási érték csak 80-90 g/kWh volt, köszönhetően annak, hogy a villamosenergia-termelés ezen a napon is 65-70 százalékban atomerőművekből származott...

Különös egybeesésnek tűnik, de január 8-án a hálózati esemény napján állították le például a Hamburg-Moorburg széntüzelésű erőművet. Ez azt jelenti, hogy Észak-Németországban 2021. december 31-ig csak a brokdorfi atomerőmű marad meg jelentős alaperőműként. Ez a tény és a szélerőművek hektikus termelése kritikus helyzetet teremthet már az idén.

Érdemes elgondolkozni a történteken

A mostani rendszerszintű esemény több országot is érintett, ezért európai szinten kell kivizsgálni a konkrét okokat. Sajnos, az ENTSO-E, az európai átviteli rendszerirányítók szervezete – több nappal az esemény után – még adós az esemény pontos okainak feltárásával. Annyi biztos, hogy több olyan hatás lehetett, amelyeket a szokásos mechanizmusok nem tudtak már ellensúlyozni.

Ami látható, hogy a jelenlegi hideg időjárás okozta fogyasztásnövekedés biztonságos kielégítése érdekében több tartalék erőmű volt a hálózaton, mint egyébként. A frekvencia nagyon meredek esése azonban azt mutatja, hogy a pillanatnyi tartalék már nem volt elegendő, nem tudott gyorsan megfelelő mennyiségű villamos energiát termelni a rendszer egyensúlyának biztosítása érdekében. Az biztos: nagy szerencsénk volt, hogy ebből az eseményből nem lett Európa-szintű áramszünet/áramkorlátozás.

Az áramszünet következményei tragikusak és végtelenek...

A 2021. január 8-ai áramszünet miatt Romániában, például Kolozsváron a fizető parkoló sorompói nem nyíltak fel, a közlekedési jelzőlámpák fényei kialudtak, sokan a liftekben rekedtek, az Azomures kombinát vegyi anyagokat bocsátott ki a légkörbe, mert az üzem több berendezése is leállt. Az üzem légterében barnás-vöröses felhő jelent meg, a salétromsavat előállító berendezés leállása miatt. Merthogy az is árammal működik...

Illusztráció Forrás: PA Images via Getty Images/PA Wire/PA Images/Yui Mok - Pa Images

2019-ben az angliai nagy áramszünet idején, a villamosenergia-hiány miatt csaknem egymillió ember maradt áram nélkül Anglia és Wales területén, valamint néhány reptér, vasútvonal, kórház is. Egyes területeken megszűnt a mobilszolgáltatás, a közlekedési lámpák nem működtek, metróállomásokat zártak be. Az ott élők apokaliptikus jelenetekről számoltak be: „Teljes sötétségben maradtunk, az emberek a telefonjaik zseblámpáját használták, hogy lássanak, illetve, hogy közlekedni tudjanak".

Az áramszünetek következményei azonban még tragikusabbak lehetnek. 2019-ben a venezuelai ötnapos áramkimaradás miatt legalább 26 embert halt meg csak azért, mert a kórházakat váratlanul érte a helyzet. Egyes kórházakban a generátorok nem működtek, máshol csak annyi áram volt, hogy néhány kritikus osztály működhessen, a lélegeztetőgépek leálltak...

A 2021. január 8-i majdnem blackout intő példa, hiszen a hozzáértő rendszerirányítók munkájának köszönhetően az európai villamosenergia-rendszer egyensúlyát sikerült súlyosabb következmények nélkül helyreállítani. A jövőben azonban az ellátásbiztonságot garantálni nem képes nap- és szélerőművek rohamtempójú további terjedésével, valamint ezzel párhuzamosan, a folyamatosan termelésre képes európai szén- és például Németországban a még üzemelő atomerőművek leállításával az ilyen események még súlyosabbak lehetnek, és Európa-szerte hatalmas és visszatérő áramszüneteket okozhatnak.

Mindezek miatt létkérdés, hogy a tagországokban a jövőben is álljanak rendelkezésre azok az alaperőművi kapacitások, amelyek télen-nyáron, éjjel-nappal képesek a megfelelő mennyiségű villamos energia megtermelésére. Ennek megkerülhetetlen alappillérei – a klímavédelmi és versenyképességi célokat is figyelembe véve – az atomerőművek.

Hárfás Zsolt
atomenergetikai szakértő
az atombiztos.blogstar.hu oldal szerzője