Többször is megdőlt a megújuló energiát hasznosító erőművek által termelt villamos energia részarányának rekordja a hazai termelésben 2020 nyarán. A trend a még napos őszi időszakban is folytatódott: október 4-én, a déli csúcsidőszakban például az ország áramtermelésének minden korábbinál nagyobb részét, több mint negyedét biztosították a naperőművek. Az adatok ugyanakkor arra is rávilágítanak, hogy az időjárásnak kitett megújuló energiatermelési módozatok további térnyerése – a rendszerirányításra és az ellátásbiztonságra gyakorolt hatásuk okán – biztonságos alaperőművi termelést igényel. Hiszen áramra minden pillanatban szükség van. (x)
Mindenki számára természetes, hogy „van” áram. Ha eszközeinket bedugjuk a konnektorba, azok működnek, töltődnek, nyáron működik a légkondicionáló, télen a fűtés (a gázkazánoknak is szüksége van áramra), nézhetjük a televíziót, de működnek a kórházak, az iskolák is. Ahhoz azonban, hogy ez minden pillanatban így legyen, a villamosenergia-rendszer stabil működésére van szükség. Áramból pedig minden pillanatban annyinak kell „bekerülnie” a rendszerbe, mint amennyit a fogyasztók felhasználnak.
Annyi mehet ki, amennyi bejött
Képzeljünk el egy vödröt, teli ivóvízzel, amelyen kisebb és nagyobb lyukak keletkeznek. A feladat pedig nem más, mint hogy az eredeti vízszintet és az ivóvíz minőségét megőrizzük. Ehhez különböző mennyiségű folyadékot kell beleöntenünk, mindig attól függően, hogy mekkora nyíláson mennyi víz áramlik ki belőle – mindezt úgy, hogy közben a víz továbbra is iható legyen. Ehhez hasonlóan működik a villamosenergia-rendszer is, amelynek három alappillére az energia termelése, szállítása és fogyasztása.
A rendszer egyensúlyát alapvetően a rendszerirányító MAVIR ZRt. biztosítja. A MAVIR felügyeli és megszervezi az áram elosztását (gondoskodva az egyensúly fenntartásához szükséges különféle tartalék-energiák biztosításáról is), míg végül a helyi áramszolgáltatók eljuttattatják azt az otthonokba, irodákba, gyárakba és iskolákba. A MAVIR szakemberei szabályozzák az erőművek működését, szükség szerint elindíthatják vagy le is állíthatják azokat, attól függően, hogy éppen mennyi áram fogy az erőművek és kereskedők előzetesen leadott terveihez képest. De ez a fajta fel- vagy leszabályozás az előírt, az elektromos berendezések működéséhez nélkülözhetetlen 50Hz-es frekvencia megtartásához is nélkülözhetetlen, nem beszélve a kiesett termelési kapacitások pótlásáról is. A lényeg, hogy a rendszer egyensúlyban maradjon, a ki- és bekerülő áram egyenlege nulla legyen.
De hol termelik az áramot?
Az áramot többféle módon meg lehet termelni, sőt, még más országokból is be lehet szerezni, illetve nekik eladni (import-export). A villamosenergia-termelés alapját olyan erőművek adják, amelyek képesek állandóan, stabilan nagy mennyiségű áramot előállítani, ezek jellemzően fosszilis és nukleáris alapú erőművek. A Paksi Atomerőmű például egymaga átlagosan az itthon termelt áram felét adja immár három évtizede, sőt a végül hazánkban felhasznált áram több mint 35 százaléka is innen származik.
A fosszilis és nukleáris alapú energiatermelés sok hasonlóságot mutat. Az egyetlen jelentős különbség a hőenergia előállításában fedezhető fel. A hagyományos erőművekben a kazánban, míg az atomerőművekben a reaktorban megtermelt hőenergia a turbinákon mozgási energiává alakul, majd generátorok ebből áramot állítanak elő. Emellett, mivel nagy tehetetlenségű forgógépeket (turbina+generátor) tartalmaznak, hozzájárulnak a rendszer frekvencia-stabilitásához is – erre a szél- és napenergia sajnos nem alkalmas. Az atomerőmű a nap 24 órájában termel óriási mennyiségű áramot, mert az energiasűrűsége hatalmas. Mindezt üvegházgáz-kibocsátás nélkül teszi, ezáltal az egyik legfontosabb fenntartható energiaforrás, amelyre lehet támaszkodni a globális éghajlatváltozás elleni küzdelemben.
És a zöld energia?
Áramot megújuló energiaforrásból is termelnek, itthon is egyre nagyobb mennyiségben. Hazánkban nagyjából a villamosenergia-termelés tizede származik ilyen forrásból, naperőművekből, de szélenergia, biomassza, geotermikus energia és nagyon-nagyon kicsi mértékben vízenergia is szerepel a folyamatosan újratermelődő energiaforrások között.
Az időjárástól függően termelő megújulós egységeknek azért van szükségük biztos háttérre, vagyis megfelelő, állandóan termelő alaperőművekre, mert minél több a nem, vagy csak kevésbé előre tervezhetően termelő a rendszerben, annál nagyobb gondot okozhat az, amikor épp nem süt a Nap, vagy nem fúj a szél (vagyis amikor egy nap- vagy szélerőmű nem tud termelni). A klímavédelem szempontjából tehát a legelőnyösebb, ha az alacsony károsanyag-kibocsátó megújulók mellett minél alacsonyabb kibocsátású egyéb erőműtípus áll rendelkezésre.
Kell a megújuló, de önmagában nem elég
Mindezekből is látható, hogy csak az időjárásfüggő megújuló energia nem lenne képes arra, hogy minden pillanatban a megfelelő mennyiségű és minőségű áramot termelje meg. A 2020-as nyári időszakban a naperőművek – ugyan csak időszakosan, de – rekordmennyiségben biztosították a Magyarországon megtermelt villamos energia több mint 26 százalékát. Ez a termelési képességük ugyanakkor időjárás, napszak- és évszakfüggő. Este, amikor hazaér a család és bekapcsolja a háztartási gépeket, televíziót, vagy éppen az elektromos autót szeretné tölteni – amelyből már több mint 2000 gurul a hazai utakon –, akkor a naperőművek már nem tudják kielégíteni az országszerte jelentkező áramigényt. De egy borúsabb napon, vagy éppen télen is alacsonyabb a termelésük (a nyári időszakhoz képest télen közel hatodára esik vissza a napelemek termelése).
A napenergia mellett a szélenergia hasznosításának is vannak feltételei és korlátai, hiszen a szeles időszakokat még kevésbé lehet előre jelezni, mint a napsütést: felhős, hideg téli időszakban előfordul, hogy heteken át nulla körüli a hazai szél és napenergia termelés. A folyamatos áramellátásnak – már csak a frekvenciaszabályozási képesség hiánya miatt is – önmagában tehát ez a technológia sem lehet alapja. Az északi- és a balti-tengeri országokban persze a szélenergia rendkívül kedvező eredményeket mutat, de ott olyan szélcsatorna található, amihez hasonló idehaza nincs. A szélenergia alkalmazására valamelyest alkalmas terület a Kisalföldön található: ott kialakításra is kerültek szélerőműparkok. Magyarországon a szélerőművek rendelkezésre állása 20% körüli, vagyis az idő nagyjából negyedében lehet őket áramtermelésre használni.
Kisebb lehetőségek
A nap- és szélenergia mellett a biomassza, a geotermikus és a vízenergia is tartogat lehetőségeket. Ezek azonban önállóan, a hazai adottságok figyelembevételével még kevésbé alkalmasak arra, hogy önállóan biztosíthassák Magyarország zavartalan áramellátását. A biomassza „készülhet” növényi és állati eredetű, mezőgazdasági hulladékból, de akár a városi kommunális hulladékot is el lehet égetni, és abból energiát nyerni.
Az Európai Unió átfogó elemzése alapján azonban a biomassza áramtermelési célra kevésbé alkalmas, mert az energiaátalakítás hatékonysága alacsony, valamint a levegő minőségére is kedvezőtlen hatással van. A geotermia terén kedvezőek Magyarország adottságai, a föld alól érkező természetes meleg víz gazdaságosan azonban csak fűtésre alkalmas: az áramtermeléshez szükséges „minőségű” gőzt önmagában nem képes biztosítani. A 365 ezer lakosú Izlandon ugyanakkor – a vulkanikus működés miatt – kedvezőbben hasznosítható ez az energiaforrás, de ott is csupán az áramtermelés alig egyharmada származik ebből. Vízenergiából Magyarország földrajzi fekvése miatt jelenleg csak elenyésző mennyiségű villamos energiát lehet előállítani.
Kéz a kézben a tisztább jövőért
A megújuló energia elengedhetetlenül fontos a klímaváltozás elleni harcban, hiszen az éghajlatváltozásért felelősnek tartott üvegházhatású gáz, a CO2 kibocsátásának csökkentését csakis tiszta energia előállításával lehet megcélozni. Ugyanakkor napszak-, évszak és időjárásfüggő, nehezen előre tervezhető rendelkezésre állás miatt önállóan nem biztosítható általa egy ország folyamatos áramellátása. Térnyeréséhez megfelelő alaperőművi – azaz állandó – áramtermelésre van szükség. Ezt pedig kibocsátásmentesen, nagy mennyiségben, megbízhatóan, biztonságosan és versenyképes áron az atomerőmű képes megtenni. Így biztosítható az ország folyamatos villamosenergia-ellátása és az ellátás biztonsága. (x)
