Új korszak a villamosenergia-ellátásban: mit jelent valójában a 3000 MW energiatárolás?

Ha a kitűzött háromezer MW-os energiatárolási cél megvalósul, valóban új korszakot nyit: az atomenergia és a napenergia nem egymást kiszorító, hanem egymást erősítő pillérei lesznek a stabil magyar villamosenergia-ellátásnak. Hárfás Zsolt mérnök, atomenergetikai szakértő lapunknak nyilatkozva elmondta, mit jelent mindez a gyakorlatban.

Lakossági energiatároló-programot hirdetett a kormány, ez egy háromlépcsős stratégia része Fotó: Havran Zoltán

Magyarország villamosenergia-rendszere néhány év alatt olyan átalakuláson ment keresztül, amelyhez hasonlóra évtizedek óta nem volt példa. A megújuló energia kapacitás ma már meghaladja a 9100 megawattot, amelynek döntő része, mintegy 8300 MW naperőművi kapacitás (háztartási, ipari, saját célra termelő ipari). Ez egy tízmilliós ország esetében európai összevetésben is rendkívül magas arány – mondta el lapunk megkeresésére Hárfás Zsolt mérnök, atomenergetikai szakértő annak kapcsán, hogy a kormányzat az energiatárolók bővítését, fejlesztését tűzte ki célul. Az ok kézenfekvő, mivel a megújulók nagy léptékű bővülése egy új, fizikai korlátba ütköző problémát is teremtett: egyes időszakokban a termelés időben nem esik egybe a fogyasztással. A naperőművek termelése döntően dél körül van a csúcson, miközben a hazai villamosenergia-felhasználás jellemzően késő délután és este tetőzik. A rendszer ezért egyszerre küzd nappali, akár jelentős túltermeléssel és akár negatív áramtőzsdei árakkal és esti hiánnyal és adott esetben extrém magas tőzsdei árakkal – mutatott rá a szakértő.

A megújulóenergia-kapacitás ma már meghaladja a 9 100 megawattot, ez viszont időjárásfüggő kapacitás, nélkülözhetetlen a tárolási kapacitás fejlesztése
(Fotó: Kurucz Árpád)

Ez az oka annak, hogy egyre gyakrabban fordul elő, hogy napos időben vissza kell terhelni a Paksi Atomerőművet, miközben ugyanazon a napon este drága importáramot és itthon földgáztüzelésű erőműveket kell igénybe venni. Energetikai szempontból ez abszurd helyzet: adott esetben a legolcsóbb és legstabilabb hazai termelőegységet visszafogjuk, miközben később külföldről és fosszilis forrásból pótoljuk a hiányt. Ez így nem klímabarát, nem fenntartható nem szuverén és végképp nem gazdaságos. Arról nem is beszélve, hogy a Paksi Atomerőmű ilyen szempontból való visszaterhelése jelentős, negatív hatást gyakorol az egyes rendszerelemekre. Ez pedig hatást gyakorolhat a tervezett második üzemidő-hosszabbításra is. 

Az energiatárolás nemzetstratégiai kérdés

Ebben a helyzetben válik stratégiai kérdéssé az energiatárolás. 

A Czepek Gábor miniszterhelyettes által bejelentett háromezer megawattos energiatárolási cél nem technikai részlet, hanem rendszerszintű fordulat.

 Egy ilyen léptékű akkumulátoros kapacitás már nemcsak lokális kiegyensúlyozást szolgál, hanem a teljes magyar villamosenergia-rendszer működését alakítja át.

A háromezer MW önmagában nem sokat mond, de a tárolási idővel együtt már igen. Ha ezt a kapacitást négy órára méretezik, az 12 gigawattóra energiát jelent. Ez azt jelenti, hogy egy ekkora kapacitású tárolórendszer képes arra, hogy például a nyári jellemzően esti csúcsok jelentős részét egyrészt a nappal jórészt naperőművek által megtermelt energiából, másrészt pedig a Paksi Atomerőmű, majd pedig a Paks II. Atomerőmű révén fedezni lehessen. Ez már valódi rendszerstabilizáló eszköz, nem pusztán kiegészítő technológia – mutatott rá immár többedjére Hárfás Zsolt az energiatárolók fontosságára.

Hozzátette, önmagában a tárolás nem csodaszer, hanem egy adott termelési struktúrához illeszkedő eszköz. Magyarországon az akkumulátoros energiatárolás elsősorban a naperőművek napi ingadozásainak kisimítására lehet alkalmas: a nappali túltermelés során megtermelt energia az esti csúcsfogyasztásra tartalékolható. Ez a modell viszont erősen időjárásfüggő, például a téli, havas, ködös, rövid nappalokat hozó időszakokban, vagy bizonyos időjárási viszonyok közepette a naperőművek termelése a töredékére esik vissza. Ilyenkor nem az a kérdés, hogy van-e elegendő akkumulátorunk, hanem az, hogy van-e mivel feltölteni azokat.

Télen az atomenergia a stabil gerinc

Ha nincs napsütés, nincs betölthető zöldenergia sem, az akkumulátor pedig nem termel, csak azt tudja visszaadni, amit korábban eltároltunk. Egy többnapos téli hidegfront idején, amikor egyszerre magas a fogyasztás és alacsony a megújuló termelés, a tárolók gyorsan kiürülnek. Ezekben a helyzetekben továbbra is nélkülözhetetlenek a stabil, időjárásfüggetlen termelőkapacitások: a Paksi Atomerőmű, a majdani Paks II. blokkok, valamint a szabályozható gázerőművek. Emellett – különösen extrém hideg időszakokban – az import is a rendszerbiztonság része marad – húzta alá Hárfás Zsolt.

Nyáron és átmeneti időszakokban az akkumulátorok lehetővé teszik, hogy a napenergia és az atom együtt csökkentse az importot és a fosszilis csúcserőművek használatát. Télen viszont az atomenergia marad az a stabil gerinc, amelyre az egész rendszer ráépül. A valódi energiaszuverenitás nem egyetlen technológiára, hanem egy jól összehangolt atom–nap–tárolás–gáz rendszerre épül, amely minden évszakban képes biztosítani Magyarország villamosenergia-ellátását, mindezt úgy, hogy közben meg tudjunk felelni a klímavédelmi és a versenyképességi céloknak is. 

Tárolórendszer, mint szövetséges

Fontos megérteni, hogy az energiatárolás nem a termelés kiváltására szolgál, hanem annak időbeli áthelyezésére – hangsúlyozta Hárfás Zsolt. Egy jól megtervezett tárolórendszer nem a Paksi Atomerőmű, vagy éppen a Paks II. Atomerőm ellenfele, hanem annak szövetségese. Az atomenergia legnagyobb előnye a stabil, folyamatos, olcsó és karbonmentes termelés. A naperőművek ehhez képest változékonyak, de napközben hatalmas mennyiséget termelnek. Az akkumulátorok pontosan azt teszik lehetővé, hogy a nappali napenergiát és az atomerőmű folyamatos termelését ne kelljen visszafogni, hanem este is rendelkezésre álljon – magyarázta.

Ha a tárolási kapacitás elég nagy, akkor megszűnik az a kényszer, hogy a nukleáris blokkokat napközben esetleg le kelljen terhelni. Tegyük hozzá, hogy ezt a rendszerirányító igyekszik elkerülni. A cél, hogy a Paksi Atomerőmű és majd a Paks II folyamatos alaperőműként működjön, miközben a nappali napenergia túltermelés betöltődik az akkumulátorokba, és az esti csúcs idején az atomerőmű és az akkumulátorok együtt szolgálják ki a fogyasztást. Ez technikailag és gazdaságilag is sokkal hatékonyabb rendszer, amivel csökkenteni lehet az esti adott esetben igencsak drága importot – magyarázta Hárfás Zsolt.

A lakossági és az ipari tárolás szerepe rendszerszinten nem azonos. A háztartási akkumulátorok – amelyek a tetőn lévő napelemekhez kapcsolódnak – elsősorban a helyi önfogyasztást szolgálják és csökkentik a hálózati terhelést a csúcsidőszakokban. Ezek politikailag és társadalmilag fontosak, mert az emberek közvetlenül érzékelik az energiaváltás előnyeit, de rendszerszinten nem ezek adják a rendszer gerincet. A valódi rendszerhatást az ipari, hálózati szintű tárolók jelentik, amelyek működése közvetlenül hat a piacra és döntő az import kiváltásában.

Így lehet a tárolásból stratégia

Czepek Gábor interjújából egyértelműen az rajzolódik ki Hárfás Zsolt szerint hogy a kormány ezt felismerve racionális döntést hozott. Az első ezer megawattot lakossági és vállalati programokkal gyorsan felépítik, de a következő ezer megawatt már kifejezetten az energiapiaci szereplőket célozza meg, hogy valódi hálózati tárolók jöjjenek létre. A harmadik ezer MW nagyrészt piaci alapon valósulhat meg.

Mindez egy nagyobb stratégia része: Magyarország az évtized végére nemcsak több áramot akar termelni, hanem azt saját maga akarja uralni időben is. A cél nem pusztán az, hogy több megújuló és több atom legyen, hanem hogy kevesebb importra legyen szükség, kevesebb gázüzemű csúcserőművet kelljen használni, és ne kelljen az atomerőműveket (Paks I és Paks II) technikai okokból, a megújulók túltermelése miatt visszafogni.

Ez a rendszer nemcsak zöldebb, hanem olcsóbb, stabilabb, valóban fenntartható és szuverén lesz – összegzett a szakértő, hozzátéve, ez az, amit Czepek Gábor egyetlen mondatba sűrített: aki meg tudja oldani a tárolást, az nyeri meg a következő évtizedet. Magyarország most erre készül.