Atom-zöld párossal a klímavédelemért

Magyarország stabil villamosenergia-ellátásának fő feltétele az, hogy minden pillanatban pontosan ugyanannyi áram álljon rendelkezésre, amennyire kereslet van. Fontos cél emellett, hogy az áramtermelés fenntartható módon, azaz minél kisebb környezeti beavatkozással, minimális vagy nulla károsanyag-kibocsátással és ki nem merülő forrásból történjen. Ezeknek az elvárásoknak a megújuló forrást hasznosító és a nukleáris alapú erőművek más-más arányban tesznek eleget, ezért az ellátási és a klímavédelmi törekvések szempontjából is az együttes, összehangolt használatuk ígéri az optimális megoldást. Az ország energiastratégiája éppen erre az atom-zöld kombinációra helyezi a fókuszt.

Közbeszól az időjárás

A megújuló alapú villamosenergia-termelés bővítését Magyarországon az uniós elvárásoknak is megfelelő, 2017-ben bevezetett, Metár nevű támogatási rendszer segíti, előtte pedig a már kifutóban lévő KÁT-rendszerben lehetett előre meghatározott árak mellett stabil áramátvételhez jutni. Az ösztönzőknek köszönhetően évek óta nő az előállított zöldáram mennyisége. Bár az igazi felfutás még hátravan, az eredmények máris látványosak: 2020 nyarán például többször is megdőlt a megújuló energiát hasznosító erőművek által termelt villamos energia részarányának rekordja. A trend az ősszel is folytatódott, sőt, a tavaszi csúcs éppen október 4-én dőlt meg, amikor az ország áramtermelésének minden korábbinál nagyobb részét, 26,27 százalékát adták a naperőművek. (Az előző, április 16-i rekord 22 százalék volt.) A több mint 1900 magyarországi naperőmű együttes teljesítménye mostanra meghaladja az 1200 megawattot, ez a teljes hazai beépített erőművi kapacitás mintegy hatoda.

Ez az eredmény azonban egyben kihívás is. Amikor ugyanis a naperőművek termelnek, akkor a villamosenergia-rendszer egyensúlyának érdekében vissza kell fogni más – jellemzően olcsóbban termelő – erőművek működését, illetve csökkenteni az importot, amikor pedig sötétedéskor leállnak, akkor további forrásokból kell árammal ellátni a felhasználókat. Ilyen „további forrásokra” szükség van – ráadásul erősen ingadozó mértékben – a felhők átvonulásakor, vagy amikor a szélerőművek termelése hullámzik a szél erejétől és irányától függően. Látható tehát, hogy egy ország minél nagyobb mértékben támaszkodik az időjárásfüggő áramtermelésre, annál nagyobb feladat a villamosenergia-rendszer egyensúlyának fenntartása, ehhez pedig annál nagyobb szükség van nagy teljesítményű, folyamatosan, jól tervezhetően működő és nagy mennyiségű áram előállítására képes, úgynevezett alaperőművekre.

Alapfeltétel a stabilitás

Az alaperőművek lehetnek fosszilis (olaj-, gáz- vagy szén-) tüzelésűek, valamint nukleáris alapúak. Az alaperőművekben közös, hogy nagy tehetetlenségű forgógépeik (turbináik, generátoraik) révén hozzájárulnak a rendszer frekvenciastabilitásához is. Erre a szél- és a naperőművek nem alkalmasak. A fosszilis tüzelőanyagot használó erőművek azonban – technológiájuktól függő mennyiségben – üvegházhatású gázokat és más káros anyagokat juttatnak a környezetbe, ráadásul az üzemeltetésük sem fenntartható, hiszen a világ előbb-utóbb kifogy a tüzelőanyagukból. Ezzel szemben, ha nem is végtelen, de rendkívül hosszú ideig biztosított a szinte teljesen környezetkímélő és klímasemleges módon működő atomerőművek üzemanyag-ellátása.

Magyarországon a fossziliseken belül a gáz- és az idővel leállítandó lignitüzem dominál, és van négy nukleáris blokkunk is. Az utóbbiakat működtető Paksi Atomerőműnek meghatározó szerepe van az ország energiaellátásában. Már három évtizede egymaga állítja elő a Magyarországon termelt villamos energiának átlagosan a felét és az országban felhasznált áram több mint 35 százalékát. A két arányszám közötti eltérést az importált villamos energia mennyisége okozza. Az import kapcsán fontos, hogy az olcsó külföldi áram használata növeli a gazdaság versenyképességét, stratégiai szempontból azonban kockázatos a más országokból várt szállításoknak való túlzott kitettség. Ráadásul azt sem tudhatjuk, hogy mennyire zöld a külföldről beérkező áram, hiszen azt, hogy a villamos energia ténylegesen honnan, milyen technológiájú erőműből érkezik, nem a vásárlási szerződései, hanem a fizika törvényei határozzák meg.

Egy atomerőmű a nap 24 órájában termel óriási mennyiségű áramot, mert az energiasűrűsége hatalmas. Ezt teszi a Paksi Atomerőmű is, amelynek blokkjai csak a karbantartások és a javítások idején nem állnak rendelkezésre. Ez az elenyészően rövid kieső idő még rövidebb lett azt követően, hogy az erőmű a közelmúltban átállt az olyan fűtőelemek használatára, amelyeket elég tizenöt havonta cserélni az eddigi tizenkét hónap helyett. Mivel a Paksi Atomerőmű üvegházgáz-kibocsátás nélkül termel, az egyik legfontosabb fenntartható energiaforrásnak számít, amelyre a globális éghajlatváltozás elleni küzdelemben támaszkodni lehet. Azt is fontos kiemelni, hogy Magyarországon azokban az időszakokban, amelyekben az időjárásfüggő erőművek nem termelnek – a szerény súlyú vízerőművektől eltekintve – egyedül a Paksi Atomerőmű állít elő károsanyag-kibocsátás nélkül villamos energiát.

Egyensúly, két fő pillérrel

A magyarországi villamosenergia-termelésnek mintegy tizede származik megújuló forrásból. Az utóbbin belül meghatározó a naperőművek részaránya, de jelentős a szélenergia szerepe is. Megújuló alapú, de nem kibocsátásmentes hazai energiahordozó még a biomassza és a biogáz, teljesen zöld viszont a geotermikus energia, de azzal egyelőre mindössze egy hazai erőmű állít elő áramot. Kedvező hazai adottságok híján nagyon kis mértékben támaszkodunk a szintén kibocsátásmentes vízenergiára is, pedig a vízerőművek működése sokkal jobban tervezhető, mint a nap- és a szélerőműveké. Mindebből nyilvánvaló: megújuló energiaforrásaink korlátozottak, ha pedig mégis kizárólag zöldáramot termelő egységek látnák el a felhasználókat, akkor lennének időszakok – akár tartósak is –, amikor elsötétülne az ország. (Természetesen az importra és az áramtároló egységekre valamekkora mértékben ekkor is lehetne számítani.) További nehézség, hogy télen a napelemek eleve mintegy hatodannyi áramot adnak, mint nyáron.

A klímavédelem szempontjából nyilvánvalóan az a legelőnyösebb, ha az alacsony károsanyag-kibocsátású, de ingadozva termelő megújulók mellett működő erőművek is minél kevesebb káros anyagot bocsátanak ki. Ennek fontosságát alátámasztják a magyarországi villamosenergia-rendszer irányítója – és egyensúlyának fenntartója –, a Mavir Zrt. adatai is. Ezek szerint 1990 óta a magyarországi nagyerőművek szén-dioxid-kibocsátása megfeleződött, nitrogén-dioxid-kibocsátása a tizedére, kén-dioxid-kibocsátása a századára, porkibocsására pedig a korábbi 0,6 százalékára esett. E látványos javulás mögött – nagyerőművekről lévén szó – nem a megújulók megjelenése, hanem az áll, hogy a kiszoruló szenes blokkok helyét a környezetkímélő módon működő Paksi Atomerőmű vette át az országos energiatermelő mixben.

A Mavir Zrt. a rendszer egyensúlyát annak szereplőinek bevonásával tartja fenn már hetven éve. Szabályozza az erőművek működését, a létesítményeket szükség szerint elindíthatja vagy le is állíthatja. Ez az úgynevezett fel- vagy leszabályozás nélkülözhetetlen az elektromos berendezések működéséhez előírt 50 hertzes frekvencia megtartásához is a kiesett termelési kapacitások pótlása mellett.

Korlátozottak a további lehetőségek

Az északi- és a balti-tengeri országok rendkívül nagy mértékben támaszkodhatnak a szélenergiára, hiszen térségükben nagyon jól kiaknázható szélcsatornák találhatók. Ezekhez hasonlók Magyarországon nincsenek, így a szélerőműveket a hazai viszonyok között a legkedvezőbb adottságú, a Kisalföldet is átszelő, északnyugat–délkelet irányú szélcsatornában telepítették. Rendelkezésre állásuk mintegy a 20 százalék, vagyis az idő nagyjából ötödében termelhetnek áramot.

Biomasszát elő lehet állítani növényi és állati eredetű mezőgazdasági hulladékból, és el lehet égetni a városi kommunális hulladékot is. Az Európai Unió átfogó elemzése alapján azonban a biomassza energiaátalakítási hatékonysága alacsony, a folyamat során pedig szennyező anyag kerül a levegőbe. Bár a geotermia terén kedvezők Magyarország adottságai, a föld alól érkező, természetes meleg víz hőmérséklete az áramtermeléshez nem elég magas, ezért csak fűtésre használható gazdaságosan. Bár ez az energiaforrás a 365 ezer lakosú Izlandon – a vulkanikus működés miatt – kedvezőbben hasznosítható, de az áramtermelésnek ott is csupán harmada származik belőle. Vízenergiából Magyarország földrajzi fekvése miatt csak elenyésző mennyiségű villamos energiát lehet előállítani.

További információk: Paksi Atomerőmű