Az Egyesült Királyság Magyarországi Nagykövetsége szervezésében energia ellátásbiztonsági megbeszéléseken vettünk részt Londonban, az MCC Klímapolitikai Intézetét képviselve. A szakmai út során a Ministry for Energy and Climate, a Chatham House, a National Grid ESO és a Londoni Magyar Nagykövetség fogadott minket, ahol a karbonsemlegesség és energiabiztonság kérdéséről konzultáltunk.

Ha van jövőképünk arról, hogy hogyan nézzen ki a 21. század alacsony karbonkibocsátású magyar gazdasága, akkor ezt olyan szimulációs terepen kell megvizsgálni, ahol a jövő rendszere elemeiben már működik. Ezért értékesek azok a tanulságok, melyeket Nagy-Britannia Energia és Klíma Minisztériumának (Ministry for Energy and Climate) Energiabiztonsági és Net Zero osztályán (Department for Energy Security and Net Zero), a Királyi Nemzetközi Ügyek Intézetében (Chatham House), a Londoni Magyar Nagykövetségen és a Nemzeti Hálózati Energiarendszer Üzemeltetőnél (NationalGrid ESO) folytatott megbeszéléseink alapján fogalmazhattunk meg, köszönve a szervezést Egyesült Királyság Magyarországi Nagykövetségének. A tárgyalásokra való felkészülést jelentősen megkönnyítette, hogy alig egy hónappal az orosz-ukrán háború kitörése után a brit kormány közzétette a Brit Ellátásbiztonsági Stratégiát (röviden: Stratégia), ami példaként szolgálhat arra nézve, hogy mit tart fontosnak egy olyan ország az energiaválságból és az orosz-ukrán háború gazdasági következményeiből való kilábalással kapcsolatban, amely függetlenségét egybefüggően a leghosszabb ideig volt képes fenntartani Európában.

A Brit Ellátásbiztonsági Stratégia az orosz-ukrán háború kitörése után egy hónappal már nyilvánosan elérhető volt

Az energiával kapcsolatos gondolkodásmódunk gyökeresen megváltozott az utóbbi tíz-tizenöt évben, háború ide, háború oda. Ahhoz a számokban kifejezhetetlen előnyhöz képest, hogy a szél- és a napenergia ingyen és végtelen mennyiségben rendelkezésre áll rendelkezésünkre, egyben klíma- és környezetbarát, olyan egyszerűen kiküszöbölhetőnek látszik az a hátrány, hogy időjárásfüggően és előre nem tudható mennyiségben termelhető. Megéri tehát sokat törni a fejünket azon, hogy hogyan lehet majd egyszerűen és olcsón illeszteni a nap- és szélerőművek szakaszos működését az országos villamosenergia rendszerekhez, hiszen ezek meghatározó sajátossága, hogy a fogyasztásnak és a termelésnek minden időpillanatban meg kell egyeznie. Alapszabály, hogy élő országon nem kísérletezünk, az ellátásbiztonság nem lehet szakaszos, nem lehet időjárásfüggő, de a fogyasztói árak sem.

A trükköket azonban csak olyan helyen lehet ellesni, ahol már napi gyakorlat a fenti problémák kezelése. Nem merném azt mondani, hogy megoldása, de egyszer majd az is eljön.

Nagyon eltérő adottságok és lehetőségek jellemzik Nagy-Britanniát és Magyarországot az energiaellátás biztosítása terén, meglepetésre mégis sok közös pontot fedeztünk fel mind a problémák, mind a megoldási lehetőségek terén.

Annak ellenére, hogy tengeri országként diverzifikált beszerzési lehetőségekkel rendelkezik, Anglia mégis fontosnak tartja a hazai energiatermelés fejlesztését és a hazai energiahordozók kitermelésének fokozását az energiaválságból való kilábalás és az orosz energiahordozókról való leválás fő eszközeként. Ezek a 2022. április elején, alig egy hónappal az orosz-ukrán háború kitörése után közzétett új Brit Energiabiztonsági Stratégia legfontosabb válaszai a jelen és a közeljövő kihívásaira:

  • A jelenlegi 8 GW-ról 24 GW-re növelik az atomerőművek beépített kapacitását 2050-ig,
  • Növelik az Északi-tengeri kőolaj- és földgáz kitermelését, új lelőhelyeket keresnek, feltérképezik a palagáz kitermelés lehetőségeit is,
  • A földgáz- és a maradó szénerőműveket szén-dioxid leválasztóval szerelik fel és a leválasztott szén-dioxidot újrahasznosítják (CCUS),
  • A brit megújuló energiatermelés is lényegesen növekedni fog, a tengeri (off shore) szélerőművek beépített teljesítőképessége a jelenlegi 11 GW-ról 50 GW-ra, naperőműveké 14 GW-ról 70 GW-ra nő 2030-ig

A globális nyersanyag- és energiaválságból eredő brit kihívások

Anglia sokkal kevésbé függ az orosz energiahordozóktól, mint Magyarország. Míg mi a földgáz szükségeltünk 80%-át orosz forrásból fedezzük, Angliában ez mindössze 5% volt a háború előtt, a kőolaj esetében mi a szükségletünk 90%-át importáljuk, melynek 70%-a Oroszországból jön. Angliában ez az arány 9%. Az egyedüli kivétel az UK Energy Statistics szerint a gázolaj, itt az orosz import aránya 30% volt a háború előtt. Ezzel együtt nyilvánvaló, hogy az orosz energiahordozókról való leválás Angliában nem elsősorban ellátásbiztonsági kérdés. A gazdasági és szociális problémát a magas árú alternatívák beszerzése okozza, azaz a nap végén a magas végfogyasztói energiaárak. Elemzéseik szerint az orosz importra vonatkozó tilalmak végrehajtása tovább növelheti energiaszegénységet, mert az Egyesült Királyság belföldi energiaárai (villamos energia, földgáz és közlekedési üzemanyagok) szorosan követik a globális és európai ártrendeket az energiahordozók rendelkezésre állásától szinte függetlenül.

A Stratégia négy energiapolitikai probléma kezelését tartja elengedhetetlennek az energiaválságból való kilábaláshoz:

  • Mérsékelni kell a globális nyersanyagár-emelkedés hatását az Egyesült Királyság lakosságára és gazdaságára,
  • Csökkenteni kell az orosz tüzelőanyag-importtól való függést az ellátás biztonságának megőrzése mellett,
  • Növelni kell az energiafüggetlenséget a nemzetközi energiapiaci trendek hatásának mérséklése érdekében,
  • Ezzel együtt fenn kell tartani a 2050-es nettó nulla kibocsátási cél elérése iránti elkötelezettséget

A Brit Ellátásbiztonsági Stratégia végrehajtásának eszközei

Az alacsony szén-dioxid-kibocsátású energiatermelés megsokszorozása

Az alacsony szén-dioxid-kibocsátású villamosenergia-termelési kapacitás növelése központi szerepet játszik a Stratégiában, mivel lehetővé teszi az olyan ágazatok villamosítását, mint az épület fűtés-hűtés és a közlekedés, ráadásul hazai termelésű villamos energia felhasználásával kiváltva jelentős mennyiségű importáramot. A cél az, hogy 2030-ra a villamos energia 95 százalékát alacsony szén-dioxid-kibocsátású forrásokból biztosítsák Nagy-Britanniában, és 2035-re az energiaszektor teljes szén-dioxid-mentesítését elérjék a Net Zero Stratégia értelmében.

Ezt a következő célkitűzések elérésével kívánják megvalósítani:

Atomenergia – a jelenlegi 8 GW-ról 24 GW-ra növelnék a nukleáris kapacitást 2050-re. A cél megvalósítása akár nyolc új atomerőmű építését is jelentheti. A nukleáris projektek felgyorsítása érdekében létrejön az ún. „Great British Nuclear”, abból a célból, hogy folyamatos konzultációs és koordinációs platformot biztosítson a beruházásokban érdekelt meghatározó stakeholderek részére. A tapasztalat ugyanis azt mutatja, hogy tisztán piaci körülmények között szinte lehetetlen olyan komplex projektek zökkenőmentes menedzselése, mint egy atomerőmű tervezése, építése. Hát még akkor, ha egyszerre nyolcról van szó. Szintén a nukleáris projektek megvalósítását célozza, hogy tavaly ősszel beterjesztették a nukleáris energia finanszírozási törvényjavaslatot, amely bevezeti a szabályozott eszközalap-modellt a jövőbeli nukleáris projektek finanszírozására. Ez egyfajta garanciát jelent a magánbefektetők számára egy olyan gazdasági környezetben, ahol az állam szinte semmilyen szerepet nem vállal még az ilyen gigaberuházásokban sem.

Tengeri (off shore) szélenergia – cél a kapacitás növelése a mai 11 GW-ról 50 GW-ra 2030-ig, beleértve az 5 GW-os kapacitású úszó tengeri szélerőmű farmokat is. Ezek magasabbak (200 m) és hatékonyabbak is lesznek, mint az eddig telepítettek. Természetesen ugyanezek a célszámai a Stratégiával összehangolt Zöld Ipari Forradalom Tízpontos Tervének és a brit Net Zero Stratégiának is. A közel 40 GW-os és viszonylag gyorsan elérendő bővítési cél azonban rávilágított arra, hogy korlátosak a gyártókapacitások. Máris emelkedő költségekre számíthatnak a beruházók.

Szárazföldi (on shore) szélenergia – itt is cél a mostani 14 GW-os kapacitás növelése a helyi közösségek véleményének figyelembe vételével. Nagy-Britanniában is egyre erősödik ugyanis a lakossági ellenállás a szélerőműfarmok túlzott terjeszkedésével kapcsolatban. A fogadókészséget azzal próbálja meg ösztönözni a brit kormány, hogy a jövőbeni szélerőművek közelében élőknek alacsonyabb áramárat kínálnak.

Napenergia (PV) – a jelenlegi 14 GW-ról 70 GW-ra szeretnék a beépített PV kapacitást 2030-ra mind a naperőművi, mind a HMKE szegmensbe irányuló beruházások felgyorsításával.

Zöld hidrogén - ambiciózusabb termelés, számszerűen az 5 GW-os célszám 10 GW-ra történő növelése 2030-ra. El kell érni, hogy legalább 5 GW legyen zöld hidrogén termelési kapacitás, ami meg fogja erősíteni a hidrogén szerepét a megújuló energiatermelés integrálásának elősegítésében. Új üzleti modellt kell kialakítása a szállítási és tárolási infrastruktúra számára is 2025-ös határidővel.

Érdekesség, hogy a megújuló energiaforrásokba való befektetések növelésének fő mechanizmusa továbbra is egy magyarhoz (METÁR) hasonló tendereztetési folyamat marad azzal, hogy ezen túl minden évben lesz aukció.

Importcsökkentés a hazai energiahordozók kitermelésének fokozásával

Cél a brit kőolaj és földgáz kitermelésének növelése, a szárazföldi palagáz kutatások elkezdése, a szenes kapacitások fenntartása, legalábbis pár évre előre tekintve.

Kőolaj, földgáz - hosszútávon nyilvánvaló ellentmondás az, hogy egyrészt cél a 2050-es karbonsemlegesség, viszont a brit fosszilis energiahordozók közül a földgáz és a kőolaj kitermelését rövid- és középtávon növelni kívánja a Stratégia, és tervezi a szárazföldi palagáz készletek felmérését is. Itt azt is mindenképpen figyelembe kell venni, hogy Magyarországhoz hasonlóan a brit otthonok túlnyomó többségében (85%) földgázzal fűtenek. Dehát 2050-ig még sok minden történhet. Egy magas energiaáras környezetben megtérülővé válhatnak CO2 leválasztási tárolási és újrahasznosítási technológiák (CCUS – Carbon Capture Utilisation and/or Storage), az Oláh György-féle metanolgazdaság, olcsóbbá válhatnak és elterjedhetnek a légkörből közvetlenül CO2-őt megkötni képes üzemek (DAC – Direct Air Capture) és biológiai megoldásként robusztus erdősítési programok is megvalósulhatnak. Ezek alapján a Stratégia alapvető átmeneti tüzelőanyagként ismeri el a kőolajat és a földgázt, és támogatja hazai kitermelésének növelését. Ennek érdekében a tervek szerint hamarosan közzéteszik a CCUS-t és a hidrogénszállítási ütemterveket is.

A széntüzelésű erőművek késleltetett kivezetése - a tervek szerint Nagy-Britannia utolsó széntüzelésű erőműveit 2022 ősszén leállították volna („coal exit”). Az energiaválság és az orosz-ukrán háború azonban közbeszólt, jelenleg a szén-alapú villamosenergia termelés bár környezetszennyező, de jóval olcsóbb, mint a földgáz-alapú, még a CO2 kvóták fizetésével együtt is. Ellátásbiztonsági okokból ugyan nem lenne rájuk szükség, de az árak leszorítása érdekében igen. Ezért a még működő két nagy széntüzelésű erőmű működését meghosszabbították 2024 szeptemberéig.

Hálózati flexibilitás innovatív növelése előfeltétele a dekarbonizációs tervek megvalósításának

Meglepő, de itt is sok a hasonlóság a brit és a magyar helyzet között. Magyarországon a napenergia hasznosítása növekedett rendkívül dinamikusan – alacsony bázisról indulva öt év alatt tizenkétszeresére – a briteknél elsősorban a tengeri (off shore) szélenergiáé háromszorosára – persze magasabb bázisról indulva - ugyanezen az időtávon. A gyorsan növekvő időjárásfüggően termelő megújuló kapacitáshoz azonban arányosan növelni kell a kiegyensúlyozó kapacitásokat is, hiszen sem az ellátásbiztonság, sem a fogyasztói árak nem lehetnek időjárásfüggők. Minderre azért van szükség, mert egy adott ország villamosenergia rendszerében rendelkezésre álló áram mennyiségének (saját termelés, import) minden időpillanatban meg kell egyeznie az aktuális fogyasztással. Plusz biztosítania kell azt, hogy ennek az áramnak minden szolgáltatott időpillanatban 50 Hz legyen a frekvenciája. Ha nem így lenne, tönkre mennének az árammal működő berendezéseink. Stabil frekvenciát pedig úgy biztosítunk, hogy az összes forgóturbinás erőmű szinkronizált fordulatszámmal pörög.

Az időjárásfüggően működő nap- és szélerőművek által termelt szélsőségesen változó mennyiségű áramot tehát ki kell pótolni, vagy épp el kell venni belőle. Erre a célra a fejlett világban túlnyomóan modern kombinált ciklusú földgáztüzelésű erőműveket használnak melyek gyorsan (15 perc alatt 0-ról 100%-ra növelhető a teljesítményük) és tervezhetően képesek a kiszabályozásra, miközben stabil frekvenciát is biztosítanak.

Magyarországon egyelőre annyi jut el az időjárásfüggő áramtermelés negatív hatásairól a közvéleményig, hogy a Paksi Atomerőmű blokkjait már nem csak karbantartás miatt terhelik le időnként, hanem kereskedelmi okokból is, a naperőművek áramának kötelező átvétele miatt. Ebben az a szomorú, hogy egy dekarbonizált, de prioritizált termelő miatt leterhelünk egy másik dekarbonizált és olcsó termelőt, ami ráadásul állami kézben van. Ez nyilvánvalóan csökkenti az állami bevételeket. Mi még nem tartunk ott a problémák mélységét illetően, mint a britek, ahol vannak olyan periódusok, hogy fél órán belül kell pótolni 6 GW-os (6000 MW – Magyarország áramfogyasztása egy átlagos hétvégi napon) kapacitáshiányt, amit 30 perc múlva 6 GW kényszer export követ a túltermelés miatt, gyakran negatív áron. Nálunk még nincsenek hírek arról, hogy a túl sok nem-szinkronáltan működő szélerőmű és a forgó turbinát nem tartalmazó, így frekvenciát nem szolgáltató naperőmű miatt instabillá vált volna a szolgáltatott áram frekvenciája.

A briteknél gyakran már nem csak a túltermelés miatt függesztik fel a szél- és naperőművek áramátvételét, hanem a hálózati 50 Hz frekvencia instabillá válása miatt. A leterhelések persze további problémákat generálnak, hiszen bizonyos területeken és bizonyos technológiák alkalmazása esetén ez gyakrabban előfordul, s így nem lehet garantálni a verseny- és technológia-semlegességet a vállalkozókkal való szerződéskötéskor. A problémamentes kiegyensúlyozás pedig annak ellenére nem működik jól, hogy Nagy-Britanniában az áramtermelés 40%-át földgáztüzelésű erőművek adják, amelyek – mint ahogy fentebb említettük - flexibilisen működtethetők. Vannak már ipari méretű akkumulátorok is, amelyek azonban nem szinkronizáltan működnek, egyenként kis teljesítményűek, teljes egészében piaci alapon funkcionálnak és ennek eredményeként nem feltétlenül akkor lépnek be, amikor ellátásbiztonsági szempontból az a legoptimálisabb lenne.

Ugyanez igaz a határkeresztező kapacitásokra is. Az importálható árammennyiség annyi külső tényező függvénye, hogy kiegyensúlyozásra csak korlátozottan vehetők figyelembe. A helyzetet az is bonyolítja a legnagyobb termelési potenciállal rendelkező tengeri szélenergia hasznosításában, hogy míg a legnagyobb szélerőmű telepek Skóciától északra találhatók az Északi tengeren – itt a legmegfelelőbbek a környezeti körülmények - addig a legnagyobb fogyasztói igény Közép- és Dél-Anglia iparosodott és sűrűn lakott területein lép fel. Nagyon gyorsan, nagyon sok közép- és magas feszültségű vezetékhálózatot kellene kiépíteni már jóval 2030 előtt.

Jelen pillanatban tehát úgy néz ki, hogy a dekarbonizáció legnagyobb akadálya az, hogy nem lehet a villamosenergia rendszereket dekarbonizált technológiákkal kiegyensúlyozni.

A tanulság az, hogy a villamosenergia rendszerek időjárásfüggő áramtermelésre alapozása akkor történhet meg maradéktalanul és megfizethető áron, ha képesek leszünk azt dekarbonizált technológiákkal piaci alapon kiszabályozni. Nagy-Britannia – mint a műszaki-technológiai fejlődés egyik élenjáró országa – vállalta, hogy a fejlesztések élén járók egyikeként kitapossa azt az utat, mely egész Európát elvezeti majd a karbonsemlegességhez, megvalósítva azt a ma még utópiának tűnő, de nagyon vonzó álmot, hogy teljes egészében megújuló energiaforrásokra épüljenek a jövő társadalmai.

Átmeneti stádiumban vagyunk, amikor egy múltbeli stabil állapotból a jövő stabilnak hitt állapota felé haladunk, tele problémákkal, megoldatlan kérdésekkel. Ezeket pedig meg kell oldanunk, hogy az időjárásfüggő megújuló energiatermelés ne eredményezzen időjárásfüggő ellátásbiztonságot és időjárásfüggő fogyasztói árakat.

Borítókép forrása: The Independent