Jelen írás a Klímapolitikai Intézet éghajlatváltozás és nemzeti szuverenitás kapcsolatát vizsgáló alapkutatásának részét képezi.
„A szabályozási képesség határait nem a rendszerterhelési csúcsok feszegetik, hanem az egyoldalú infrastruktúra-fejlesztés” – mondta a Világgazdaságnak április 21-én adott interjújában Biczók András, a Mavir Zrt. elnök-vezérigazgatója. „Az előre látható, rendszerszintű probléma az, hogy nagy mennyiségű – a termelését megfelelő pontossággal menetrendbe állítani képtelen, szabályozhatóságra nem vagy csak korlátozottan képes, időjárásfüggő – megújulókapacitás jelenik meg a hálózaton, miközben a volatilitás kezelésére alkalmas szabályozási képesség nem nő, sőt, a jól szabályozható, hagyományos erőműves infrastruktúra öregszik. Március 4-én 870 megawattnyi tartalékkapacitást kellett mozgósítaniuk a rendszerirányítóknak, miután a várakozásokkal ellentétben befelhősödött az idő, és ennyivel visszaesett a tervezetthez képest a naperőművek termelése. Másnap viszont akkora lett a túltermelés, hogy 470 megawattot kellett leszabályozni, vagyis huszonnégy óra alatt 1340 megawattnyi szabályozásiigény-változást éltünk. Ez is azt jelzi, hogy egy ilyen mértékű szabályozási igényhez alkalmazkodó eszköztárra van szükség, amelyet mielőbb be kell vonni a szabályozásba.”
A napenergia időjárásfüggő
Az új Nemzeti Energiastratégia (NES) és a Nemzeti Energia és Klímaterv (NEKT) adatai alapján a hazai beépített napelemes kapacitás (PV) 2030-ra meghaladja a 6000 MW-ot, 2040-re pedig megközelíti a 12000 MW-ot. A klímasemlegességünk útitervéül szolgáló, 2050-ig kitekintő Nemzeti Tiszta Fejődési Stratégia (NTFS) munkaanyaga ennél is tovább megy, hiszen már az 55 százalékosra megnövelt EU-s ÜHG kibocsátás csökkentési cél elérésével számolt. Az NTFS 2030-as PV célszáma ennek megfelelően 10000 MW, a 2040-es 14000 MW, a 2050-es pedig 51000 MW.
Tervezhetünk azonban bármilyen nagy beépített PV vagy szeles kapacitással, a PV rendelkezésre állása évi 2500 óra, a szél pedig évi 2400 órában elég erős hazánkban ahhoz villamosenergia termelésre hasznosítsuk. Az év további 6260 órájában, azaz az év napjainak több mint 70 százalékában az úgynevezett hagyományos erőművi szegmensnek, a zsinórtermelőkön kívül (a Paksi Atomerőmű és a Mátrai Erőmű megmaradt blokkjai) főként a földgáz-tüzelésű erőműveknek kell ellátniuk az országot.
Ez természetesen változhat azután, hogy az ipari méretű akkumulátoros villamosenergia tárolás piacéretté válik és hatékonysága lényegesen növekedni fog. Jelenleg, ha a 13-15 százalékos átlagos hatékonysággal termelő napelemek áramát akkumulátorban eltároljuk, az eltárolt áram 20-30 százalékát tudjuk visszanyerni. Emiatt az aggregált áramtermelési hatékonyság mindössze 2-4 százalék, bár ezt részben kompenzálná az előrelépés a szabályozhatóság tekintetében. Az időjárásfüggő megújulók szabályozhatósága irányába tett másik nagyon fontos lépés a hidrogéngazdaság EU-szintű kiépítése, hiszen ha a fölös villamosenergiával víz elektrolízisen keresztül hidrogént állítunk elő, a hidrogénben tárolt áram visszanyerhető, anyagában hasznosítható üzemanyagként vagy földgázhoz keverten tiszta fűtőanyagként. Ezek jó és ígéretes megoldások. Az az egy baj van velük, hogy a rövid- és középtávú rendszerszabályozási problémáinkra nem jelentenek megoldást. Az NTFS munkaanyaga 2040-től számít a fenti technológiák megjelenésére a magyar villamosenergia szektorban és 2045-től a tömeges elterjedésükre. Tehát csak az addig hátralévő 20-25 év lesz nehéz.
Addig csak a flexibilisen működtethető földgáztüzelésű erőműveinkre számíthatunk, de itt is az a helyzet, hogy ahhoz, hogy az időjárásfüggő megújulók keltette váratlan ingadozások kiegyensúlyozása zavartalan legyen, jelentős műszaki fejlesztések végrehajtása szükséges.
A kiegyensúlyozáshoz marad még az import, de annak rendelkezésre állása sohasem garantált, és kapacitásszűkösség esetén az egekbe szökhetnek az importárak.
Azt láttuk mi történik, ha a szükségesnél kevesebb az időjárásfüggő áramtermelés. Most nézzük meg mi a helyzet, ha optimális környezeti körülmények között maximális a teljesítményük.
A MEKH 2020-as „A COVID-19 járvány hatása a magyar villamosenergia-piacra 2. rész” című tanulmánya alapján már Magyarországon is többször előfordult, hogy nemcsak rendszerirányítói utasításra, hanem a túl alacsonnyá váló áramárak miatt is leterhelésre került a Paksi Atomerőmű. Ennek következményeként komoly bevételkiesés jelentkezett, hiszen miközben a termelési költség változatlan, az erőmű és ezzel együtt az MVM Csoport árbevétele csökken. Egy optimális szint fölötti PV kapacitásnövelés tehát érinti a Paksi Atomerőmű jövedelmezőségét és a Paks-2 beruházás majdani megtérülését. Ne felejtsük el, hogy a Paksi Atomerőmű állami tulajdon, 400-500 Mrd Ft. becsült profittal 2037-ig, áramtermelése szén-dioxid kibocsátás-mentes, így döntően hozzájárul klímapolitikai céljaink eléréshez.
A Mátrai Erőmű lignittüzelésű blokkjainak 2025-ig van üzemi engedélye, de az látható, hogy ettől függetlenül is szignifikánsan csökkent a kihasználtság az utóbbi években. Több mint 70 százalékról 30 százalék körüli értékre, elsősorban a közben drasztikusan megemelkedett CO2 kvótaáraknak köszönhetően.
Egy optimálisnál nagyobb PV kapacitás és az időjárásfüggő termelés miatti árvolatilitás kiszorító hatással van azokra a földgáztüzelésű erőművekre is, amelyek épp a villamosenergia rendszer stabilitását lennének hivatottak fenntartani. Erőművi szakértők szerint az átlagosan 40-60 százalékos kihasználtság akár már rövidtávon is 20 százalékra csökkenhet.
A korlátlan és olcsó import nem garantált
Magyarországon jelenleg kiemelkedően magas a nettó áramimport aránya, a 2013-2020 közötti időszak átlagában 32 százalékos, de egyre gyakoribbak az 50 százalék körüli csúcsértékek. Európában csak Litvániában, Luxemburgban, Albániában és Horvátországban magasabb ez az érték (REKK, 2019).
Miután a villamosenergia-import kulcsszereplővé lépett elő a hazai ellátásbiztonság szempontjából, vizsgálat tárgyává kell tenni az import forrás országok villamosenergia szektorára jellemző azon rizikófaktorokat, amelyek befolyásolhatják exportképességüket. Ezek változása ugyanis alapvetően meghatározhatja nem csak a magyar, hanem az EU ellátásbiztonságát is.
A legfontosabb öt áramexportáló EU tagállam együtt a teljes exportált árammennyiség 75 százalékát adja. Ezen belül a két meghatározó ország, Franciaország és Németország biztosítja a kivitel több mint 53 százalékát. Nem túlzás tehát kijelenteni, hogy európai szintű ellátásbiztonsági kockázatot jelent, ha ezen országok exportképessége valamilyen oknál fogva gyengül vagy megszűnik.
A villamosenergia-export szempontjából Magyarországra elsősorban a német és a cseh helyzet van hatással. A francia kivitel a hatalmas olasz és brit importigény kielégítésére és részben a spanyol-német megújulók kiegyenlítésére fókuszál. A német és a cseh többlettermelés egy része jut el hozzánk főként Ausztrián és Szlovákián keresztül.
Melyek azok a legfontosabb „driver-ek”, amelyek jelenleg és a közeljövőben befolyásolhatják az EU áramexportáló országainak kiviteli potenciálját? Németország, miként régiónk áramexportáló országainak jelentős része (Csehország, Románia, Bulgária, Bosznia-Hercegovina), exportpotenciálja szempontjából érzékeny a CO2 kvótaár emelkedésre, miután máig jelentősek a szén- és lignittüzelésű kapacitásaik. Ezek az országok a szén- és lignitalapú áramtermelés magas aránya miatt ugyancsak kitettek a Bizottság által foganatosított [(EU) 2017/1442 Végrehajtási Határozat (2017. július 31.)] 2021-es határidejű végrehajtására, melynek alapján két év alatt az EU szén- és lignittüzelésű erőművi kapacitásainak 82 százalékét kell kivonni, vagy ezeken mélyfelújítást eszközölni. Az előzőekben tárgyaltuk, hogy a magyar villamosenergia-import két kulcsországa Németország és Csehország. Az ő exportpotenciáljukat a fentiek lényegében már rövidtávon is érintik. A német exportpotenciált az is gyengíteni fogja, hogy a gigantikus off-shore áramtermelést Közép- és Dél-Németországba továbbító távvezetékrendszer kiépítésében jelentős elmaradások vannak. A német energiafordulatot elemzésekkel, javaslatokkal támogató Agora Energiewende Intézet „Die Energiewende im Stromsektor: Stand der Dinge 2019” című jelentése szerint túl lassan halad az észak-déli hálózat kiépítése. A tervezett 7700 km hosszú vezetékből csupán 1150 km valósult meg eddig. Az engedélykiadások azonban valamelyest felgyorsultak, további 1000 km megépítését teszik lehetővé a közeljövőben.
A legfontosabb öt európai áramexportáló ország közül legalább három (Franciaország, Svédország, Németország) érzékeny a nukleáris kapacitások jövőjét érintő bármilyen energiapolitikai döntésre. A magas megújuló áramtermelést produkáló exportáló országok közül legalább kettő (Németország, Svédország) érzékeny a megújuló támogatások alakulására.
A közép-európai áramexportáló országok magas elavult kapacitáshányaduk miatt érzékenyek egy régiós „klímahaváriára”, a tervezett és nemtervezett erőművi leállásaik összecsúszására. Klimatikus értelemben Európa viszonylag kicsi, emiatt a szélsőséges időjárási viszonyok gyakran több országot egyszerre érintenek, illetve az időjárásfüggő megújulók földrajzi diverzifikálására vonatkozó lehetőségek is alacsonyak. Ennek következtében vészhelyzet esetén jellemzően az országok egyszerre szembesülnek nagyon hasonló problémákkal, ami tovább rontja az együttműködés lehetőségét.
Sajnos a számunkra legfontosabb exportáló országok, Németország és Csehország benne van mindegyik kockázatcsoportban, Románia, Bulgária is több mint egyben. Az EU-n kívüli ukrán forrás kockázatai is magasak, elsősorban politikai okokból.
Miután az utóbbi 30 évben európai szinten nem épült elégséges kapacitás a 30-50 éves erőműgeneráció pótlására, az elmúlt másfél évtizedben a CO2 kvótaárak emelkedése, a természetes elöregedés, valamint az EU BAT/BREF irányelv végrehajtása miatt rövidtávon is drámaian csökkenhet az exportálható áram mennyisége az EU-ban.
Ezért fontos azzal számolnunk, hogy egy ország csak azokra a villanyáramtermelő erőművekre számíthat gazdasági válság, klíma- vagy járvány-veszélyhelyzetben, amelyek a saját területükön lévő, hazai cégek tulajdonában van. Krízishelyzetben nincs olcsó import.
Mi lesz veled ellátásbiztonság?
A támogatott megújuló kapacitások erőteljes bővülése és az importdömping miatt ma szinte megoldhatatlan feladat hosszú távú üzleti modell készítése a hagyományos erőművi szegmensben. Az emiatt elmaradó erőművi beruházások következményeként egyre mélyülő „kapacitásgödör” kialakulása kezdődött el a hazai villamosenergia-rendszerben. Jellemző, hogy az állami beruházásban megvalósuló Paks-2 atomerőművön kívül, új nagyerőmű építésébe 2009 óta egyetlen beruházó sem kezdett.
Ahhoz, hogy megfelelő ellátásbiztonsági helyzetről beszélhessünk, az év egészében biztosítani kell a rendszer rugalmasságához elengedhetetlen szabályozási kapacitásokat, az üzemzavari tartalékokat, azaz a hazai fogyasztói igények maradéktalan ellátását versenyképes módon és megfizethető áron. Mint azt láttuk az előzőekben, a nap- és a szélenergia nem alkalmas a hazai „kapacitásgödör” kezelésére, és nem alkalmas az import csökkentésére sem, hiszen az optimálisnál nagyobb kapacitásai ellehetetleníthetik a hagyományos áramtermelő szegmenst, melynek eredményeként a kiszabályozási villanyáram szükségletet is importálni fogjuk. Ez a helyzet természetesen gyökeresen megváltozhat a villanyáram gazdaságos eltárolásának megvalósulása után, azonban nagyon valószínű, hogy erre csak 2040 után lesz lehetőség.
Ráadásul a hazai erőműpark műszakilag sérülékeny, extrém időjárási körülmények között, valamint a tervezett és nem tervezett erőművi leállások összecsúszásakor akár kritikus ellátásbiztonsági helyzetek is adódhatnak.
Ezt ismerte fel a Kormány, amikor a Mátrai Erőmű reorganizációs tervének részeként egy új, 500 MW-os földgáztüzelésű erőművi egység megvalósítását vette tervbe, illetve amikor a termelését régóta tartósan szüneteltető Tisza II. Erőmű modernizálása napirendre került. Világossá kell tenni, hogy kizárólag kiegyensúlyozott technológiai portfólióval lehet a megújuló célkitűzéseket elérni, a hatékony fejlesztések érdekében pedig a megújuló villamosenergia-termelést is minél inkább a nagykereskedelmi piacra szükséges terelni, és lehetővé kell tenni akár a megújuló többlettermelés leszabályozását is, ha ez ellátásbiztonsági szempontból indokolt.
A magyar villamosenergia rendszer (VER) megbízható és a klímapolitikai céloknak is megfelelő működését ma egy optimális struktúrájú, a műszaki lehetőségekhez igazodó, megújuló áramtermelés, a rendszerszintű egyensúlyt biztosítani tudó földgáztüzelésű erőművi flotta és az ellátásbiztonságot garantáló szén-dioxid-mentes atomerőművi kapacitás biztosítja. A mindenkori magyar energiapolitika felelőssége, hogy mindhárom szegmensnek kiszámítható jövőképet nyújtson. Ez az ellátásbiztonságunk és az energiaszuverenitásunk alapja.
Nem véletlenül írja ezt az új Nemzeti Enerigastratégia: „A villamosenergia-szektor átalakulása ugyanakkor megköveteli a nagyobb rugalmasságot biztosító innovatív és okos megoldások alkalmazásának az előmozdítását, ami jelentős piacszervezési, elosztói- és átviteli hálózat fejlesztési, humán kapacitás- és kompetencia-fejlesztési, valamint szabályozási feladatot generál. Ezek megvalósítása meg kell, hogy előzze az időjárásfüggő megújuló termelők további nagyarányú rendszerbe illesztését, a rendszerbiztonság fenntarthatósága és költségek kontrollálhatósága érdekében. Ezért 2000 MW napelemes termelő kapacitás beillesztését követően felülvizsgálat tárgyát kell képezze az, hogy a további növekedés pénzügyi és infrastrukturális feltételei milyen forrásból és mikorra biztosíthatóak reálisan.”
Idevágó hír, hogy dr. Tóth Tamás a MEKH elnökhelyettese 2021. április 21-i, a Magyar Napelem Napkollektor Szövetség honlapján megjelent interjújában bejelentette, hogy az összes magyarországi napelemkapacitás meghaladta a 2000 MW-ot. Ideje tehát tárgyalóasztalhoz ülni az érdekelt feleknek.
Referenciák:
REKK, 2019: „A hazai nagykereskedelmi villamos energia piac modellezése és ellátás biztonsági elemzése 2030-ig különböző erőművi forgatókönyvek mellett” c. tanulmány
https://rekk.hu/downloads/projects/2019_Arampiac_REKK.pdf
MEKH, 2020: „A COVID-19 járvány hatása a magyar villamosenergia-piacra 2. rész” c. tanulmány
MNNSZ honlap, 2021: Már nagyon más világ lesz itt 2030-ban: így teljesíti Magyarország, amit vállalt. https://www.mnnsz.hu/mar-nagyon-mas-vilag-lesz-itt-2030-ban-igy-teljesiti-magyarorszag-amit-vallalt/
