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

A 136 falu között, amelyet 2015-ig leromboltak, számos vend település volt. Pótolhatatlan kulturális és történelmi emlék veszett oda örökre, annak ellenére, hogy a vend települések az alkotmány védelme alatt állnak. A vendek Németország és Lengyelország határvidékén élnek, összesen mintegy 60 ezren. Az Energiewende (energiafordulat) nyomán számtalan vend-ház megy az enyészetbe a barnaszén miatt. Christian Penk saját kulturális örökségét – az épített és a természet alkotta tájat – akkurátusan dokumentálja, mielőtt szülőföldjét holdbéli tájjá változtatja a bányászat. Ezerhétszáz embert akarnak kitelepíteni, akik többsége nem akar elmenni. A kis erdei temetőben, amely mélyen gyökerezik a vend történelemben, Christian a nagyanyja sírját gondozza. A holtak alatt vastag rétegekben áll a még mindig kincset érő barnaszén. Három barnaszén erőmű vesz körül minket – mondja Christian – és noha legértékesebb dolog az egészség, a környéken sokaknak rákja van. Hornow községet letúrták a föld színéről és máshol építették fel, de a környékbeliek mindössze nyolc templomot láttak felépülni abból a huszonkilencből, amelyet a barnaszén miatt bontottak le. A külszíni fejtések és az erőművek egy svéd állami tulajdonú cég, a Vattenfall tulajdonában állnak, mely tervezi, hogy előbb-utóbb kiszáll a barnaszén üzletből, és eladja az itteni érdekeltségeit, de egy darabig még szüksége van a német barnaszénre. Thoralf  Schirmer, a cég menedzsere rávilágít azokra az alapvető kérdésekre, amelyekre, jelenleg szerinte sincs megnyugtató válasz: ki fog villamosenergiát termelni akkor, amikor nincs szél és nem süt a nap, és hogyan fogják tárolni a megújulókkal termelt energiát? A Vattenfall úgy látja, hogy a barnaszén-kitermelés 2020 után is folytatódni fog, akár 2050-ig. 2015 tavaszán nyilvánosságra került egy klímaadó terve, de a fosszilis energiatermelők blokkolták a kezdeményezést. A klímaszakértők ki vannak akadva, egy törvényjavaslat pedig leállítana néhány barnaszén erőművet bőséges kompenzációért cserébe. Németországban nem csak a megújuló, de a szén-és fémlobby is nagyon erős, lehet, hogy a kormány és az iparág közötti megállapodás rejtett állami támogatást tartalmaz, ami viszont Uniós jogot is sértene. A szénmező Lengyelország alá átnyúló részén is a bányászat felfutásával számolnak, a hatóságok ezért ingatlanfejlesztésre, pl. régi kastélyok felújítására nem adnak engedélyt. Az erdők, termőföldek, kulturális örökség elvesztése, a visszamaradó tájsebek ügye nehéz probléma, ugyanakkor minden pillanatban szükség van energiára. Akármelyik ujjamat harapom, mindegyik fáj.

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.

         Az immerathi kőhalom, amikor még templom volt.

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