A NÉMET ENERGIAMIX FUKUSIMA UTÁN
Paks II. ellenzői nagy vehemenciával próbálják
elhitetni a magyar közvéleménnyel, hogy Németország energiapolitikája követendő
példa lehet Magyarország számára. A tények azonban mást mutatnak: a német energiamix
átalakítása nem egy sikertörténet.
Megalapozatlan
félelmek
Az atomenergia egész léte, felhasználása vagy mellőzése,
születésétől kezdve erősen átpolitizált. 1945-ben a Hirosimára és Nagaszakira ledobott
két bomba hírül adta a világnak az atomkorszak beköszöntét. Kétségkívül nagyon
rossz bemutatkozás volt. Lélektani okokkal magyarázható, hogy némely emberek
tudat alatt az atomenergia békés célú felhasználásával szemben is némi
félelemmel vegyes ellenszenvvel viseltetnek, hiszen a nukleáris energia ember
általi hasznosításának ügye a pusztítás rémképével terhelten született. Nem
javított az atomenergia megítélésén az 1986 áprilisában Csernobilban
bekövetkezett baleset, amely részévé vált a civiltársadalom hétköznapi
szorongásainak, s az atomerőművek jövője Fukusima után több
országban megkérdőjeleződött. A német kormány 2010-ben mennyiségi célokat
tűzött ki a hosszú távon biztonságos, gazdaságos, környezet-és éghajlatbarát
energiaellátás megvalósítása érdekében. Ennek keretében rögzítették, hogy az
energiatermelés fokozása és a megújuló energiaforrások szerepének növelése
kulcsfontosságú. A kormányzat akkor még azzal számolt, hogy az országban működő
atomerőművek üzemidejét felújításokkal meghosszabbítják. Ezt a 2011. március
11.-én bekövetkezett fukusimai atomerőmű-baleset felülírta. A Merkel-kormány
pár héttel Fukusima után a szakmai egyeztetéseket mellőzve, a választások
előtti szavazatvadászat lázában égve, politikai túlélése érdekében úgy döntött,
hogy 2022-ig az összes Németországban működő atomerőművet bezárja. Számos
ország (Oroszország, Kína, India, Dél-Korea, USA, Finnország, Franciaország, Csehország,
Magyarország, stb.) viszont továbbra is kiáll az atomerőművek alkalmazása
mellett, abból a meggondolásból, hogy az általuk okozott többletkockázat még
mindig kisebb, mint az a kár, amit az atomenergia elhagyása okozna.
Meztelen
a császár
Németországot az utóbbi években a nap-és
szélenergia-hasznosítás fellegváraként szokták emlegetni, de hamar kiderült,
hogy az eufórikus hangulat fellegvára ingoványra épült. Főleg Paks II.
politikai ellenzői (szakmai ellenzők nemigen vannak), bizonygatják az
atomenergia teljes kiválthatóságát, a megújuló energiaforrások teljes körű
egyenértékűségének igazolására.
A merész célkitűzések megvalósításához szükséges
műszaki-technikai eszköztár bővítésére meghirdették az ún.
„Kopernikusz-projekteket”, ezek lettek hivatottak biztosítani a szükséges
innovációt. Négy területet határoztak meg e kutatási projektek számára:
- a villamosenergia-rendszer fejlesztése,
- a fölösleges energia tárolása más energiaformákba
történő átalakítás által,
- az ipari folyamatok átszervezése az ingadozó
energiaellátáshoz igazítva,
- az energiaszektorok közötti együttműködés
javítása.
A „Kopernikusz-projektekben” való részvétel
lehetősége mozgósította a tudományos és gazdasági élet szereplőit, mintegy 1000
szervezetet. Félreérthetetlen jelei vannak annak, hogy – a zöld energiák
terjesztésére irányuló minden erőfeszítés mellett – a szén hasznosításának
reneszánsza készül a világ több országában, mégpedig új alapokon, az ún.
„tiszta szén” (cleancoal technology) környezetbarát technológiákkal. A
környezetkímélő technikai fejlődés iránya mindenképpen az, hogy a szénből minél
kevesebb kerüljön közvetlenül a kazánokba eltüzelésre, és minél több kémiai
nemesítésre, ami voltaképpen a klasszikus szénalapú gázgyártás
reinkarnációjaként fogható fel. Különféle tisztaszén technológiákkal működnek
már erőművek a világban, Németországban is, mint pl. a Boxberg erőmű, amelynek
két 500 MW-os blokkját 2012-ben újították fel és állították át BoA
technológiára, eredetileg tehát volt realitása az Energiewerde koncepciójának,
de a határidőket nagyon rövidre szabták. A tisztaszén technológiák még nem
terjedtek el, ehhez még idő kell, valamint további három dolog: pénz, pénz,
pénz. Angela
Merkel a nevével fémjelzett ambiciózus energiapolitikával, amely elsöprő
lakossági támogatást élvezett, történelmet írhatott volna, de eddig
gyakorlatilag egyetlen célkitűzését sem sikerült teljesítenie. A megújulókra
épített német energiaforradalom minden téren megbukott, de ezt nemigen merik
kimondani, mert Németországban az energiaszektort ideológiai alapon irányítják,
akárcsak magát az országot. A szituáció Andersen klasszikus, „A császár új
ruhája” című meséjéhez fogható, melyben az udvaroncok és egyéb alattvalók egymást
túllicitálva dicsérik a császár új ruháját, míg végül akad egy kisfiú, aki gyermeki
naivitással kimondja az igazságot: „De hisz’ a császár meztelen!” A császár
meztelen, de Németországban ezt még nem mondták ki. Ehelyett templomokat és
településeket rombolnak le a megújulókra épített új energiapolitikai koncepció
bevezetésének következményeként. Az atomerőművek bezárására hozott döntés,
illetve a megújulók erőltetett támogatására épülő energiaszerkezet-váltás nem
igazán lett sikeres. Az energiaszolgáltatás folyamatosságának kényszere azt
eredményezte, hogy a szél-és naperőművek túlzott arányú rendszerbeállításából
eredő műszaki problémák megoldására szénerőműveket kell a korábban tervezettnél
nagyobb arányban igénybe venni, amelyek jellemzően a tervezett korszerűsítések
vagy leállítások elhalasztásával történnek. Bár léteznek már különféle
„tisztaszén” technológiák, ezek még nem elég kiforrottak és nem terjedtek el. A
szénkészlet ettől függetlenül fogy, ezért jelentős új területeket kell bevonni
a szénbányászatba, amely jellemzően külszíni fejtéssel történik. Hogy ez milyen
rombolással jár, és hogy milyen más következményei vannak, arról az atomellenes
lobbi hallgat, s a szénfelhasználás növekedése miatt a német zöldek sem
hallatják a hangjukat. A német energiaszerkezet-átalakítás körül kialakult
helyzet következtében növekszik az orosz gáztól való függőség. Ez barátságosabb
politikai környezetben és önmagában nem lenne baj, a baj az, hogy a keleti piac
bővülése miatt Oroszország Kína, Japán, és Dél-Korea felé fordul, Európa emiatt
egyre kevésbé lesz fontos, továbbá az ukrán palagáz is bezavar a képbe. Az évi
27,5 milliárd m3 gáz szállítására képes Északi Áramlat 1 gázvezeték 2011 óta
működik, és az 55 milliárd m3/év kapacitású Északi Áramlat 2 2018 márciusára Németországban
minden engedélyt megkapott, de Ukrajna és Lengyelország, valamint számos nyugat-európai
ország is, az EU kiszolgáltatottságára hivatkozva ellenzi az orosz
kezdeményezésű földgázprojekt megvalósítását. Ukrajna és Lengyelország részéről
az akadékoskodás hátterében az áll, hogy orosz gáz helyett más forrásból
származó gázt szándékoznak értékesíteni Európában. Ez a forrás pedig nem más,
mint a két ország alatt rejtőző palagáz.
Az
orosz gáztól való függetlenedés és az ukrán palagáz
A történelemben megannyiszor megesett, hogy miközben politikáról,
nemzetiségekről, szabadságról, demokráciáról, szónokolnak, valójában minden az
olajról, földgázról, esetleg más ásványi kincsekről szól, mint pl. Afganisztán
vagy Nigéria esetében. Amerikai nyomásra Európának le kellene válnia az orosz
szénhidrogénekről, ők adnak annyi gázt, amennyi csak kell. Mi pedig eleinte azt
hittük, hogy a saját palagázukról beszélnek. Aztán rá kellett rájönnünk, hogy
az ukrán palagázról van szó, amely immár amerikai ellenőrzés alatt áll.
Másrészt viszont a négy nagy szibériai gázvezeték-építési projekt befejezése
után Oroszországnak kevésbé lesz szüksége az európai piacokra, mert keleten
kisebb szállítási költségekkel, jobb áron találnak vevőt.
Az ukrán palagáz mennyiségét 5578 milliárd m3-re becsülik, ami
óriási mennyiség, a kitermelés viszont nem igazán gazdaságos, és
környezetszennyező. Ezért a palagázról Európa már lemondott, és Amerikának is
van saját területén elég, de ugyanezen okokból az is problémás. A nyugati
szénhidrogén-ipari monopóliumok azonban, miután kellő befolyást szereztek a
térségben, semmibe veszik úgy az ukrán, mint az orosz népet, nem törődve a
talajvíz és a környezet beszennyezésével, halálra ítélik az ökológiát. Ha a
kitermelés drágább is, az ukrán palagáz nagyjából egy árban lehet az orosz
földgázzal, mert közel van. Elmarad a több ezer km-re történő szállítás
költsége. Az Egyesült Államok szándéka szerint Európának Ukrajnából kellene
amerikai érdekeltségű cégek palagázát megvásárolnia, nem pedig földgázt az
oroszoktól, ezért az amerikai politika az EU-Oroszország viszony megrontásán serényen
dolgozik. Az orosz gázszállításoktól történő függetlenedésre játszva Ukrajna
nagy reményeket fűz palagáz készleteihez, melyek a harmadik legnagyobbak
Európában. A gáztartalmú palarétegek, melyek Svédországtól Lengyelországon át
Ukrajnáig húzódnak a mélyben, reményt adnak erre. Az évtized elején az amerikai
energetikai tájékoztatási hivatal 1,2 billió m3-re becsülte egy Lvov melletti
palagáz-mező készletét, ami kb. 25 évre fedezné Ukrajna fogyasztását. A
Donyeck, Harkov, és Luganszk megyék határán fekvő terület a 46 milliós ország
legiparosodottabb régiója, ám a fejlett acélipar és hadiipar mellett sokkal
fontosabb lehet a kb. 8000 km2 kiterjedésű Juzivszka palagáz-mező, mely akár 4
billió m3 gázt is rejthet. 2014 májusában a Shell csoport ideiglenesen
felfüggesztette a kutatást, mert munkaterületük abba a kelet-ukrajnai
válságövezetbe esik, ahol a Szlovjanszk nevű 120 ezer lakosú város található,
melynek birtoklásáért elkeseredett harcok folytak az ukrán kormányerők és az
Oroszországhoz húzó szakadárok között. Nem volt könnyű dolga a Chevronnak,
elsősorban a helyi politikusok ellenállása miatt, így csak 2013. november 5.-én
sikerült aláírniuk az 50 évre szóló szerződést a Naftogazzal Kijevben, az
Olesszka palagázmezőn végzendő kitermelés megosztásáról a nyugat-ukrajnai Lviv,
illetve Ivano-Frankivszk megyékben. A lelőhelyek területein tapasztalt
mozgolódást, fegyveres összecsapást, sőt a Krím Oroszországhoz való
visszatérését a nagyobb ívű politikai célok és etnikai konfliktusok mellett
elsősorban a szénhidrogén készletek, illetve az ehhez köthető piacok és
infrastruktúra birtoklására való törekvés motiválja. Amikor Ukrajnába érkezett
Joe Biden amerikai (akkor még) alelnök, másnap megkezdődött a délkeleti
hadművelet. Néhány nap múlva pedig fia, Robert Hunter Biden bekerült a Burisma
Holdings, a legnagyobb ukrán olaj-és gázipari magánvállalat igazgatótanácsába,
melynek központja Szlovjanszkban van. Ily módon amerikai kézbe került az orosz
határ mentén húzódó hatalmas palagázmező. Nem véletlen, hogy a
legelkeseredettebb harcok a palagáz-mező közepén fekvő Szlovjanszk városáért
folytak, mely az úgymond szeparatisták egyik központja, s amely első célpontja
volt a Kijev által indított „terrorelhárító” akciónak. A palagáz-mezőn fekszik
Konsztantyinovka nevű település is, melynek rendőrségét és városháza épületét
fegyveresek elfoglalták. Kijev azt követően döntött a kelet-ukrajnai
„terrorellenes” hadműveletről, hogy Joe Biden tárgyalásokat folytatott az ukrán
fővárosban, ahol többek között azt is megvitatták, hogyan nyújthatna az USA
műszaki szakértői segítséget Ukrajnának a palagáz-kitermelés felpörgetéséhez.
Nemigen
marad tehát kétség afelől, hogy Kijev elsősorban a palagáz-tartalékok
birtoklásáért háborúzik Kelet-Ukrajnában. Ezek német számítások szerint 5578
milliárd m3 körüliek. (Az USA palagáz tartalékait 8976 milliárd m3-re
becsülik.) Ukrajna palagáz tartalékai tehát 50 évre szóló koncessziók révén
angol-holland, de főleg amerikai kézben vannak, ami tökéletesen megmagyarázza az
Egyesült Államok Ukrajna melletti kiállását.
Barnaszénőrület
Észak-Rajna-Vesztfáliában
Angela Merkel a Nord Stream 2-t, illetve az orosz
gáztól való függőség növekedését – az atomenergia ügyétől eltérően nagyon
racionálisan – tisztán gazdasági projektnek tekinti, amely nem jelent
fenyegetést sem Németország sem az Európai Unió energiabiztonságára. A
belpolitikailag motivált energiaszerkezet-átalakítási terv teljesítésének
kényszere viszont barnaszén őrületbe hajszolta Németországot. A szén a XIX.
század energiaforrása volt, de ez már a XXI. század! Az első határozat már
2000-ben megszületett a nukleáris ipar fokozatos leépítéséről, 2002-ben
jogszabályba foglalták, 2011-ben pedig az EU Megújuló Energiák Direktívája
mentén további döntéseket hoztak. Ez az intézkedéscsomag az Energiewende
(energiafordulat) nevet kapta, amelynek három sarkalatos pontja van: a) 2050-re
80-95%-al csökkentik az üvegházhatású gázok kibocsátását. b) 2050-re az
energiatermelés 80%-át megújuló energiaforrásokból nyerik. c) 2022-re a teljes
nukleáris kapacitást leszerelik.
Hét évvel az Energiewende program indítása után az
ország továbbra is jóval több üvegházhatású gázt bocsát a levegőbe a
tervezettnél, a villamosenergia drága, ráadásul az átállás költségei tovább
emelkednek. A termelésből kivett atomerőművek termelését ugyanis a hőerőművek
kénytelenek átvenni, amelyek többsége egyelőre hagyományos hőerőmű. Jelenleg a
dánok után a német fogyasztók fizetik a legtöbbet a villamosenergiáért
Európában. Németország vállalta, hogy 2020-ig szén-dioxid kibocsátását 40%-al
csökkenti az 1990-es értékhez képest. Ezzel szemben 2015-ben alig több, mint
25%-os csökkenésnél tartottak, s az emisszió 2017-ben kis mértékben még nőtt
is. A megújuló energiaforrások fejlesztésére fordított súlyos euró
tízmilliárdok ellenére a CO2 kibocsátás 2014 óta stagnál, dacolva az optimista
tervekkel. 140 fosszilis alapú erőmű működik ma Németországban, ezek közül 6-ot
az EU tíz legnagyobb CO2 kibocsátójaként tartanak számon, ezek
összteljesítménye 17.188 MW. A német energiaforradalom bevezettetett, a
költségekről azonban mostanáig kevés szó esett. Az átgondolatlan
energiapolitika (és a bevándorlás-politika), amely ma Németországot sújtja,
könnyítés helyett terheket ró a német lakosságra az energiaárak és az
életminőség romlása terén. Az Energiewende becsült költségei már 2015-ben elérték
a 180 milliárd eurót, ez az összeg 2025-re 520 milliárd euróra emelkedhet –
állapítja meg egy tanulmány, amely a fosszilis energiahordozók növekvő
felhasználásához köthető társadalmi, egészségügyi, és környezetvédelmi
költségeket nem is vizsgálta. 2010 és 2023 között az ipari nagyfogyasztók
számára 41%-al nő a villamosenergia ára, 2030-ig az átállás tényleges költségei
elképesztőek lesznek, amely áthatja majd a német gazdaság teljes spektrumát. A
problémák egyik legfőbb oka, hogy az alkalmazott eszközök nem illeszkednek a
célrendszerbe - hangsúlyozza a Prognos Intézet dpa hírügynöksége által
ismertetett tanulmánya. A hatékonytalan eszközökre a legjobb példát a német
fogyasztók által a megújulók támogatására 2016-ban kifizetett, összesen 24,2
milliárd eurós tétel jelenti. Ezt a pénzösszeget valahonnan elő kellett
teremteni, így ez a legfontosabb tényezője annak, hogy a németországi
villamosenergia árak nemzetközi összevetésben magasak. A megújuló
energiaforrások bővülése lényegesen meghaladta a célzott pályát, ami
infrastruktúrális kihívásokhoz vezetett. A trendben 2016-ban kis irányváltozás
állt be, a növekedés üteme lelassult a korábbi évekhez képest.
Teljesítményhiány az atomerőművek leállítása ellenére sem állt be, mivel a
kiesett teljesítménynek megfelelő villamosenergiát a környező országokból
jelentős mennyiségű, (atomerőművekben termelt) árammal pótolta Németország,
saját termelésében pedig újra megnőtt a lignit szerepe. A hálózatba újonnan
belépő szél és naperőművek hálózatbővítést tettek szükségessé, amelyek csúsznak
a tervekhez képest, de az ellátásbiztonság továbbra is garantált. A német
szövetségi kormány célkitűzése az volt, hogy 2010 és 2020 között az ország
primerenergia és villamosenergia felhasználása egyaránt csökkenjen, de a
tényadatok azt mutatják, hogy 2015 óta az energiafelhasználás újra nő. Ennek
oka, hogy az energiahatékonyság (az energiafelhasználás bruttó hazai termékhez
viszonyított aránya) a betervezett javulással szemben csökkent.
Áldozatok
az Energiewende oltárán
Az egyre terjeszkedő külszíni fejtések a művelésre
alkalmas földterület egyre nagyobb hányadát nyelik el. Immerath egy 1500 lelket
számláló falu Aachen és Düsseldorf
között, s pechére az RWE Power AG barnaszén telepeinek közepén
helyezkedik el. Az impozáns Szent Lambertus plébániatemplom a falu összes
épületével együtt az RWE tulajdona, amelyek mind lebontásra kerülnek, hogy
megnyithassák a Garzweiler 2 külszíni művelésű bányát az alattuk húzódó lignittelepekért.
Otzenrath volt az utolsó falu, amelyet megölt a Garzweiler 1 külszíni fejtés,
és most megnyitják a Garzweiler 2-t, amely elnyeli Immerathot és hét másik
falut. A három legnagyobb lignitbánya Észak-Rajna-Vesztfáliában a Garzweiler, a
Hambach, és az Inden. Együttes területük több mint 700 hektár, és mélységük
akár 370 méter is lehet, mint pl. a Hambach-bánya. Az RWE Power évtizedekig
gazdasági paradicsomban élt, de a 2013-as pénzügyi évet 2,8 milliárd euró nettó
veszteséggel zárta. A felújításra érett hagyományos erőművi blokkok 30-35%
hatásfokkal működnek, a tisztaszén technológiával működők, amelyekből mindössze
néhány van, elérik a 42-45%-ot. A nettó hatásfokon sokat ront, hogy a vizet a
bányagödörből folyamatosan szivattyúzni kell. Az sem biztos, hogy az alacsony
fűtőértékű lignit rossz hatásfokú eltüzelése egy teljes folyamatra kiterjedő
energiamérleg elkészítése után pozitív eredményt ad. A terület
helyreállításának kérdésével ugyanis egyáltalán nem foglalkoznak, így aztán
nincs is bekalkulálva sem az energiamérlegbe, sem a gazdasági számításokba.
Németország legnagyobb villamosenergia-társasága a legszennyezőbb cégnek számít
az országban, mivel 28 millió tonna CO2-t bocsát a levegőbe évente.
A
Garzweiler 2 bányaterület tervezett terjeszkedése 2006 és 2044 között
Észak-Rajna-Vesztfáliában. A szürkével jelölt területen fekvő települések mind
eltűnnek, helyükön csak egy gigantikus gödör marad, ilyen a barnával jelölt
terület.
Immerath
neoromán stílusú, St. Lambertusnak szentelt műemlék-templomát 2018. január
9.-én éjszaka ledózerolták, hogy a helyén szénbányát nyissanak.
A
Vattenfall Europe AG szénerőmű hűtőtornyai Jeenschwaldében. (AFP/Patrick Pleul)
A
villamosenergia-rendszer speciális problémái
Az atomerőművek leállítása után is elegendő beépített teljesítmény
marad a német villamosenergia-rendszerben, de az ellátásbiztonság szinten
tartásához ez önmagában nem elég. A megújuló energiaforrások nagy mennyiségben
történő hálózatra kapcsolása felvetett bizonyos speciális problémákat,
amelyeket a rendszerirányítók előre láttak, és új kihívások elé
állították magát a villamosenergia-rendszert, amire az nem volt felkészülve.
Olyan problémákról van szó, amelyek legtöbbjét csak a hálózat üzemeltető
szakemberek ismerik. Ezek egy része abból ered, hogy a villamosenergia-termelés
és fogyasztás egyes tényezői térben és időben elkülönülten jelennek meg. A villamos
energiának minden előnye mellett van egy kellemetlen tulajdonsága: energetikai
méretekben nem (vagy nagyon körülményesen és rossz hatásfokkal) tárolható.
Ezért minden pillanatban annyit kell termelni, amennyi a fogyasztás. A nagy rendszerek egyelőre világszerte így működnek. Bár a közelmúltban a szuperkondenzátorok megalkotásának köszönhetően megjelentek az ún. Hybrid Energy Storage System (HESS) energiatárolók, amelyek felül fogják írni ezt a tézist, ehhez azonban még idő kell. A
villamosenergia-rendszerekben hagyományosan egy irányban, az átviteli hálózatból
áramlik az energia az elosztóhálózat felé, de az Energiewende bevezetésével az
energiaforgalom kétirányúvá válik a feszültségszintek között. Az ún.
alaperőművek, a megújuló energiaforrások, és fogyasztók között oda-vissza
ingázó teljesítményforgalom keletkezik, amely több száz kilométeren át
terheli a hálózatot és veszteséget okoz. Ezek az ingázó
teljesítményáramlások egyrészt a főelosztó hálózaton belül, másrészt a
feszültségszintek között, a főelosztó hálózat és a középfeszültségű hálózat között
jelentkeznek.
Közismert, hogy a naptelepek és szélerőművek által termelt villamos
áram erősen időjárásfüggő, ugyanakkor egyáltalán nem igazodik a fogyasztói
igényekhez. A napsütéses órákban, ami eleve napszakhoz kötött, rendkívül sok
áramot termelnek, többet, mint amennyire szükség lenne, majd hirtelen zuhanásba
megy át a termelés. A szélerőművek termelése nem függ a napszaktól, de függ a
mindenkori szélerősségtől. A német villamosenergia-rendszerben már 2017-ben 38%
volt a megújulók aránya, ami már most is „túltermelési válságot” okoz, de
2050-re 80%-ot akarnak elérni. A napsütéses órákban le kell állítani a
hagyományos hőerőműveket, az újraindításhoz viszont sokkal több energiára van
szükség, vagyis (amit minden energetikus előre tudott) a szakaszos üzem nem
gazdaságos. Mivel a szél-és naperőművek egy része kisebb helyi hálózatokat is
táplál (ún. szigetüzemben), ez megnehezíti a rendszerirányítók számára a
tényleges energiaigények meghatározását. Ők adnak utasítást az egyes erőművek
felé, hogy mikor kell leállniuk, újra indulniuk, és hogy mennyi áramot
tápláljanak a hálózatba.
A problémák további része igen speciális, ezért nem közérthető, de némi magyarázattal mégis belátható. A rendszernek bizonyos üzemállapotok esetén szüksége
van megfelelő mennyiségű beépített teljesítménytartalékra, például hirtelen
fellépő terhelésváltozások, üzemzavarok, karbantartások esetén, amit nagy
rendszerek létrehozásával sokkal gazdaságosabban lehet biztosítani, mint kisebb
rendszerek üzemben tartásával. Ilyen üzemállapotok például a nehéziparban
alkalmazott több megawatt teljesítményű motorok indításakor, vagy a vasúti
vontatásban vonatok indításakor fellépő hirtelen megugró jelentős
többletteljesítmény igény. Ez utóbbi esetet nehezíti, hogy az elterjedt 25
kV-os váltakozóáramú vontatási rendszer klasszikus kiépítésben fázisonként
külön-külön, aszimmetrikusan terheli a 120 kV-os hálózatot, ami
feszültségaszimmetriát okoz és a rendszer stabilitását is károsan befolyásolja.
A főelosztó-hálózaton fellépő feszültségtorzulást jelentős teljesítménytartalék
készenlétben tartásával, vagy Scott transzformátorok alkalmazásával lehet
kordában tartani. A szélgenerátorok és naptelepek számának elszaporodása a
nagyrendszerekben ún. rendszerinercia-csökkenést okoz, ami a hőerőművek
generátorainak forgó tömegéből származó mozgási energia hiányát jelenti. Normál
esetben a generátorok 3000/perc fordulatszámmal pörgő többszáz tonnás
generátorainak forgórészei tárolják azt a mechanikai és mágneses energiát,
amely a lökésszerűen jelentkező teljestményigény kiegyenlítéséhez szükséges. A
szélgenerátoroknak és a naptelepeknek viszont nincsenek 3000/perc fordulattal
pörgő többszáz tonnás forgórészei, ezért nem tudják a szükséges
teljesítménytartalékot biztosítani, ennek következménye pedig a hirtelen
terhelésváltozáskor beálló feszültség ingadozás. A rendszerinercia hiánya,
valamint a betáplálási pontok decentralizálása, vagyis az, hogy sok kis szél-és
naperőművet kapcsolnak a hálózatra, komoly átalakításokat, ill. fejlesztéseket
tesz szükségessé a villamosenergia rendszer védelmeinek és automatikáinak
helyes működése érdekében. A rendszer működéséhez megfelelő mennyiségű
forgótömeg állandó üzemben tartására van szükség, ami hagyományos generátorokat
jelent, amelyeket gőz vagy gázturbinák hajtanak. Ez a követelmény pedig
visszavezet bennünket az atomerőművekhez, mert a minimális rendszerinerciát
gazdaságosabb atomerőművekkel, mint bármi mással, akár tisztaszén technológával működő
szénerőművekkel fenntartani. Az emberek általában a téli áramszünettől félnek,
de a megváltozott üzemviszonyok mellett ennek Németországban nyáron nagyobb a
kockázata.
A megújuló energiaforrások erőltetett ütemű rendszerbeállítása
óriási kihívást jelentett a rendszer üzemeltetői számára. 2011 márciusában
egyik napról a másikra nyolc atomerőművi blokk leállításáról döntött a német
kormány, ezzel 8218 MW összteljesítményt vettek ki a rendszerből. Az összes
német atomerőmű 2022-ig történő leállításával további 12068 MW tűnik el a
rendszerükből. Ezen belül is nagy gondot jelent, hogy 4000 MW esik ki a
délnémet területeken, ahol az ipari nagyfogyasztók többsége található. Németország
különleges helyzetben van a rendszerirányítás szempontjából annyiban, hogy nem
egy, hanem négy átviteli rendszerirányító (Transmission System Operator – TSO)
végzi a német villamosenergia-rendszer irányítását szoros együttműködésben, és
figyeli a környező országok hálózatán bekövetkező eseményeket. A TSO-k végzik
saját területükön a 380/220 kV-os alaphálózat rendszerirányítását, ami magában
foglalja a teljesítmény-és frekvenciaszabályozást, az üzemzavarok és terhelési
szűk keresztmetszetek kezelését, valamint a szélerőművek termelésének a
hálózatba való beillesztését. Országos szinten pedig a terhelés mennyiségi
szabályozásán és frekvencia szabályozásán kívül a nemzetközi kooperációk
koordinálását. A rendszerirányítók szempontjából nagyon kedvezőtlen, hogy a
megújulók legtöbbje a hurkolt hálózati struktúrából leágazó elosztóhálózaton
helyezkedik el. A szélparkok jellemzően a 110 kVos főelosztó, vagy a
középfeszültségű hálózatra táplálnak, míg a naptelepek a háztartásokat tápláló
0,4 kV-os hálózatra. Ilyen hálózatszerkezet mellett a rendszerirányítóknak
semmilyen rálátásuk nincs a napelemes megújuló energiaforrásokra. Külön
problémakört jelent a szélparkok telepítési helyének meghatározása, amelyek
jellemzően az ország északi és észak-keleti részén helyezkednek el, míg a
naptelepek az ország déli részén. Ennek következtében az ország északi és déli területei
között a napszaktól, évszaktól, időjárástól függően jelentős oda-vissza ingázó
energiaforgalom keletkezik. Ugyancsak jelentős ingázó energiaforgalom jön létre
a középfeszültségű átviteli-hálózat és a kisfeszültségű elosztóhálózat között,
amelyre a rendszer eredeti funkciója szerint nem lett felkészítve. Az
évszakonkénti ingadozás abban áll, hogy a szélerőművek télen, november és
február között termelnek a legtöbbet, a napelemek pedig nyáron. Németország
napi csúcsterhelése 85 GW (2012-es adat). 2014 óta a naptelepek névleges
teljesítménye meghaladja a szélerőművekét (37.013 MW, illetve 36.488 MW),
együttesen a 72 GW-ot, ténylegesen megtermelt energiával mégsem képesek megközelíteni
a teljesítményigényeket. Érdekes összefüggés a termelési adatok között, hogy a
szélerőművekben megtermelt villamos energia mennyisége nem növekszik arányosan
a beépített teljesítménnyel, hanem lényegesen elmarad attól. Napelemekkel
kapcsolatban ez a probléma nem áll fenn.
A sikerpropagandában gyakran megjelenik egy 2013-as németországi
adat, amikor 35.768 MW-al csúcsot döntöttek a megújulók, ami 56%-os részarányt
jelent, de ugyanebben az évben mérték a legalacsonyabb termelést is, 148 MW-ot,
ami a szélerőművek 0,4%-os kihasználásának felel meg. Az emberek pedig nem
gondolnak arra, hogy a villamosenergia-ellátás folyamatosságát akkor is
biztosítani kellett és kell a jövőben is, amikor a megújulók gyakorlatilag
semmit sem termelnek, valamint a hálózat karbantartások és üzemzavarok esetén
is. A szél-és naperőművek teljesítményingadozásai és a mindenkori fogyasztói
teljesítményigény közötti különbséget minden pillanatban ki kell pótolni, ami
jellemzően szénerőművekből történik, és ezen felül gyakran szorul Németország
villamosenergia importra a környező országok felől, amit megint csak szén-vagy
atomerőművek termelnek meg. Ennek az energiadeficitnek a szintje a megújulók
növekvő részarányának következtében egyre magasabbra kerül. Évente több száz
órán át 0% körüli a megújulók által betáplált teljesítmény, 2014-től pedig vannak
olyan napok, amikor a deficit meghaladja az 50%-ot. Németországnak 6,4 GW
szivattyús-tározós erőmű kapacitása is van (ez megfelel Magyarország csúcsidei
terhelésének), de a 86,4 GW-os rendszer kiszabályozásához ez kevés. Lokálisan,
átmeneti terhelésátvételre viszont alkalmasak. Hazai erőművekkel egyre nehezebb
kiszabályozni az ingadozást, mert azok minimális terhelése nem fér be a hazai
villamosenergia-ár alá. Előfordul 0-60%-ig terjedő részarány, és ilyen széles
szabályozási tartományban nagyon nehéz lépést tartani a pillanatnyi
teljesítmény igényekkel, és emellett gazdaságosan üzemelni. Láttuk, hogy a
megújulók belépése jelentős hatást gyakorolt a hagyományos termelésre, s az
Energiewende emellett korábban ismeretlen piaci viszonyokat hozott létre. A jelenség
szemléltetésére nézzük például a megújulók termelését és a piaci árak alakulását
egy átlagos németországi nyári hétvégén, amikor a napi csúcsterhelés 60-65 GW
körül van. Reggel a megújulók viszonylag hirtelen teljesítményugrással belépnek
a termelésbe, majd délután hasonlóan gyors ütemben csökken az általuk betáplált
teljesítmény. A napi csúcs idején 50% körüli a megújulók aránya, de a
konvenciális termelés közel állandó marad, ezért a piaci árak hirtelen
letörnek, és egy-két óra alatt akár -100 euro/MWh villamosenergia ár is
kialakulhat. A negatív ár azért jön létre, mert teljesítményfelesleg, azaz
exportra termelés alakul ki, de a környező országok nem képesek az összes fölös
energiát átvenni, mert ők is saját lekötött csúcsidei telesítménnyel rendelkeznek.
A fölösleges németországi teljesítményt tehát a szomszédos országok rendszerei
sem tudják átvenni, mert éppen akkor a szomszédok hálózatában is energiadömping
van. Így létrejön a negatív ár, ami egyet jelent azzal, hogy a termelő fizet
azért, hogy elvigyék tőle az áramot. Délután, amikor a megújulók kilépnek a
rendszerből, hirtelen föl kell futtatni a konvencionális termelést, az export
pedig importba fordul. A piaci ár 10-20, majd 45 euro/MWh körüli értékre
emelkedik, mert az ország erőművei nem mindig tudnak lépést tartani az egy-két
óra alatt lefutó teljesítményváltozással.
A rendszerirányító szempontjából nézve sokkal szorosabb együttműködésre van szükség az átviteli és az elosztó hálózatok között. Ennek akadálya jelenleg, hogy az átviteli hálózatoktól az elosztó hálózatok felé haladva egyre csökken az automatizáltság színvonala, ami igencsak megnehezíti a fordított energiaáramlás kezelését. A megújuló energiaforrások – szélerőművek és naptelepek – egymástól nagyon távol eső egységeinek a térbeli elkülönülés okozta jelentős teljesítményáramlások kezelésére a jövőben megoldást kell találni. Jó megoldásnak látszik egyrészt az északi szélparkokat egyetlen azonos feszültségszintű hálózatba összefogni, a déli naptelepeket úgyszintén, majd ezeket a kvázi gyűjtősínként funkcionáló alrendszereket nagyfeszültségű egyenáramú távvezetékkel összekötni. Másrészt pedig a HESS energiatárolók megjelenése alapvetően megváltoztatja az egész villamosenergia-rendszer működését, s a tárolt energiával működő hálózatok jövőjét vetíti elénk, hogy Németországban az áramszolgáltatók immár korlátozzák a hálózatba visszatáplálható energia mennyiségét. Európában a pillanatnyi energiafeleslegből származó problémák megoldásaként terjedni kezdtek az energiatárolók (középfeszültségen a HESS, kisfeszültségen a lendkerék), amelyeket kifejezetten a hálózatra kapcsolt napelemekhez fejlesztettek ki. A villamosenergia tárolhatóvá válása forradalmian átalakítja a villamosenergia-szolgáltatás rendszerét, mélyreható következményekkel jár az egész gazdaságra, utat mutat új gazdasági modellek felé. Ehhez mindössze három dolog kell: pénz, pénz, pénz.
A zéró emisszió dogmája és a zöldek
Az ún. Green Deal (Zöld Üzlet) projekt keretében Európa az évszázad közepére szeretné elérni a széndioxid semlegességet. Ez azonban nem fog menni bizonyos alapelvek legalább átmeneti feladása nélkül. Az EU végrehajtó szervének 2022. január 01.-én közzétett közleménye szerint a túlnyomórészt megújulókra támaszkodó jövőbe történő átmenet megkönnyítése érdekében a földgáznak és az atomenergiának is szerepe kell, hogy legyen. Ennek megfelelően a földgáz és atomerőmű projektek egy részét ideiglenesen fenntarthatónak kell minősíteni. Az Európai Bizottság meghatározott időre zöld címkét kíván adni azoknak a gázprojekteknek, amelyek kiváltják a szenet, és széndioxid kibocsátásuk nem több mint 270 gramm /kWh. Az e kritériumnak megfelelő erőműveknek 2030-ig be kell szerezniük az építési engedélyt és 2035 végéig át kell térni megújulókra, vagy alacsony széndioxid kibocsátással eltüzelhető gázokra. Az atomenergia pedig mindaddig fenntartható kategóriába lenne sorolva, amíg a 2045-ig építési engedélyt kapott új erőművek megfelelnek a föld, a víz, a levegő jelentős károsodásának elkerülésére meghatározott kritériumoknak - áll a tervezetben, amelyet 2021 december 31.-én küldtek el az Únió nemzeti kormányainak véleményezésre. A különféle zöld mozgalmak bázisát adó fiatal értelmiség többnyire nem rendelkezik az energiaszektor speciális ismereteivel, ezért könnyen képzeli magát a közjó egyedüli letéteményesének az idősebb generációval és a lelketlen technokratákkal szemben, ám a képlet nem ilyen egyszerű. A társadalom javára tett vitathatatlan szolgálataik mellett pedig a Zöldek a politika eszközei, jobban, mint azt maguk gondolnák. Németország tiltakozik az EU atomenergiára vonatkozó terve ellen, a németországi zöldek pedig saját kormányuk élettől elrugaszkodott energiapolitikája iránti lojalitás bizonyításaként azonnal kritika alá vették az EU pragmatikus és a közjót sokkal inkább szolgáló terveit. Mindeközben a hazájukban tomboló barnaszén őrülettel szemben továbbra sincs szavuk. Egyes törvényhozók és befektetők ugyancsak kifogásolják a földgáz zölddé minősítését, hiszen az közismerten fosszilis energiahordozó. Való igaz, hogy nem egyeztethető össze a fenntarthatóság fogalmával, így sérti az egész fogalomrendszert és a befektetési szabálykönyvet. Az atomenergia bár nem fosszilis eredetű, a jelenlegi hulladékkezelési technológiákkal szintén nem felel meg a fenntarthatóság követelményrendszerének, ezért szintén kritikának van kitéve. Mindazonáltal jobban járunk, ha az élet útmutatójául szolgáló elvek - melyek amúgy lehetnek helyesek, ám gyakran nem eléggé differenciáltak - merev követésétől olykor eltérünk, és a gyakorlat kihívásait követjük, azokhoz rugalmasan igazodunk.
Összefoglalva:
A mintaértékűnek kikiáltott német energiapolitika, vagyis az atomerőművek száműzésének eredményei egyáltalán nem igazolták a kormányzat korábban tett ígéreteit, ami
az energetikusokat nemigen lepte meg. Reálisan tekintve, jelenleg nem
képzelhető el az atomerőművek kiváltása pusztán megújuló energiaforrásokkal,
ezért az atomenergiáról lemondó országok újra nagyobb arányú fosszilis energiahordozó
felhasználást, ezáltal növekvő szén-dioxid és egyéb károsanyag-kibocsátást
kénytelenek vállalni. A megújulókat népszerűsítő kincstári optimizmustól áthatott
megközelítés és a zöld mozgalmak kritikája ellenére a szén fontossága és
túlsúlya a dolgok jelenlegi állása szerint a villamosenergia-termelésben, a
földgáz szerepe pedig a hőfejlesztési célú energiafelhasználásban megmarad, és belátható időn
belül az atomenergia teljes kizárása sem lehetséges a villamosenergia-termelésből.
Németország ezt megpróbálta és magas energiaárakkal, stagnáló káros anyag
kibocsátással, valamint egy kudarcélménnyel fizet érte. Mai tudásunk szerint az
atomenergiának nincs igazi alternatívája. Aki mást mond az bizonyára politikus,
nem pedig energetikus, mert az energetika (és a tömegközlekedés) olyan, mint a
futball: mindenki azt hiszi, hogy jobban ért hozzá, mint aki műveli. Jelenleg
nem világos, hogy a megújuló energiaforrások eljutnak-e valaha addig a
fejlődési szintig, hogy teljes értékűen kiválthassák az atomenergiát,
ugyanakkor arra már most kell választ adni, hogy mi lépjen az elöregedő paksi
blokkok helyébe, leállításuk után. Paks új blokkjai helyett megújulókból többször
annyiba kerülne az áramtermelés, és üzemviteli szempontból sem lenne
egyenértékű, még azonos vagy nagyobb beépített teljesítmény esetén sem. Nekünk
egy feladatunk marad: levonni a tanulságokat. Vagyis az energiapolitikát
szakmai és nem ideológiai alapon kell művelni, a korábbi atomerőmű-baleseteket
elemezni kell, és tovább kell növelni az atomerőművek biztonságát. Akárcsak az
élőlények világában, atomreaktorok esetében is beszélhetünk generációkról,
illetve generációváltásról. Az orosz nyomottvizes reaktorok esetében
egyértelműen evolúcióról van szó, vagyis mindegyik típus fejlettebb az
előzőnél, mert a tervezők felhasználták az előd típusok üzemeltetése során
szerzett tapasztalatokat, valamint a műszaki fejlődés újabb eredményeit az
üzembiztonság érdekében. A legkorszerűbb, harmadik generációs VVER típusú
reaktorok szintet léptek a biztonság terén, az aktív és passzív biztonsági
rendszerek optimális kombinációja szavatolja a biztonságos üzem feltételeit. A
nyomottvizes reaktorok a világon ma már több mint 1000 reaktorévnyi hibamentes
működést tudhatnak maguk mögött. Végül pedig, de nem utolsó sorban megerősít
bennünket az atomenergia melletti kiállásunkban, hogy az OECD – amelynek 1996
óta Magyarország is tagja – Nemzetközi Energia Ügynöksége, az IEA úgy véli: az
atomenergia felhasználásának jelentős növelése szükséges ahhoz, hogy a globális
felmelegedés megállítására tett erőfeszítéseink eredményre vezessenek. Az
atomenergiával tehát egy darabig még együtt kell élnünk, nem azért, mert
szeretjük, hanem mert muszáj.
A Görlitz szász kerületében található Boxberg erőmű szénelőkészítő üzeme. Itt a Nochten és a Reichwalde bányákból származó nyers lignitet égetik el, naponta mintegy 50-65.000 tonnát. A Boxberg erőmű 2.575 MW beépített villamos, és 125 MW hőteljesítmény mellett 18,1 TWh villamosenergiát termelt 2017-ben.
Dobai Gábor, 2020. március