Elegendő-e Németország területe az Energiewende megvalósításához?

A jelenlegi kormánykoalcíciót alkotó CDU és SPD koalíciós szerződése szerint Németországban 2050-ig (a 2017. évihez képest) az energiafelhasználást a felére szeretnék csökkenteni, és a villamosenergia-termelést teljesen dekarbonizáltan (azaz CO2-kibocsátás mentesen) kívánnák megoldani. Azért vagyunk kénytelenek feltételes módban fogalmazni, mert ezek a célkitűzések irreálisak, pontosabban megvalósíthatatlanok. Korábbi cikkeinkben már többször felhívtuk a figyelmet (itt a honlapon pl. A napenergia hasznosításáról, 2019.10.13.), hogy viszonylag egyszerű, nagyvonalú számításokkal is bizonyítható, hogy a biztonságos  energiaellátás csupán megújuló energiaforrások hasznosításával nem oldható meg. Jaroslav Bocek most a tévútnak egy újabb oldalát mutatja be.[1]

A szerző számításainak kiindulási feltételei:

  • a 2019 évi megújuló termelési adatokat veszi alapul
  • nettó energiaadatokkal számol (átalakítási hatásfokok nélkül)
  • nem pontos eredményekre törekszik, csak egy plasztikus, de meggyőző képet kíván bemutatni

1, Tengeri (offshore) szélerőművek
2019 év végén a tényadatok:
– Szélerőművek (széltornyok) száma: 1 465
– Beépített teljesítőképesség (kapacitás): 6 382 MW (6,382 GW)
– Évi áramtermelés: 24,3 TWh/év
– Átlagos erőművenkénti áramtermelés: 16,587 MWh/év
– 1 MW beépített teljesítőképességhez tartozó átlagos termelés: 3 807 MWh/év
– 2019-ben üzembehelyezett új tornyok száma: 160, beépített teljesítőképességük összesen 1 110,7 MW, átlagos teljesítőképességük: 6,941 MW.

2050-ben a tervezett részarányos áramtermelés: 634 583 841 000 kWh .  A fenti átlagos éves termeléssel számolva (amely egy 5 MW-os egység termelésének felel meg): 634 583 841  MWh/16,587 MWh = 38 258, azaz 2050-ig 38 258 új szélerőművi tornyot kellene megépíteni és üzembehelyezni. 4 millió euró/MW fajlagos beruházási költséggel 765 160 millió euró beruházási költség-igénnyel kellene számolni.

Mivel 5 MW-os átlagos teljesítőképességgel számoltunk, 2050-ig az összes beépítendő tengeri szélerőművi teljesítőképesség: 191 290 MW. az E hatalmas kapacitás ellátásbiztonsági értéke viszont „No Go” – ahogy a szerző cikkében röviden jellemzi. Akik a Műegyetemen a Lévai-iskolán végeztek, azok megismerték az erőművek értékelhető teljesítőképességének fogalmát. Arra jellemző mutató, hogy mit ér egy erőmű a fogyasztói igények ellátása szempontjából. A szélerőművek esetében az értékelhető teljesítőképesség a beépített teljesítőképesség 10 %-át sem éri el, így jogos a „No Go” minősítés.

A jelenlegi 1 465 szélerőművi torony mellett tehát még 38 258, azaz összesen 39 723 széltoronynak kellene megfelelő telepítési helyet találni. A felmérések szerint az Északi-tenger partvidékén 11 550 km2 e célra megfelelő tengerfenék található. Ez azt jelenti, hogy itt négyzetkilométerenként átlagosan 3,45 torony forogna. (A Keleti-tenger igazán nem megfelelő a nagy hajóforgalom és a nagyobb tengeri mélység miatt.)

Meg kell említeni, hogy ilyen mértékű tengeri szélerőmű építés esetén természetesen meg kell oldani a termelt (egyen) áramnak a szárazföldre szállítását és a szárazföldön az energia déli irányba való szétosztását, az ehhez szükséges hálózat (többek között az É-D nagy vezetékek!) kiépítésével együtt.

2, Szárazföldi (onshore) szélerőművek

Így nézne ki Németország 2050-ben a szélerőművek sáskahadával

2019 év végén a tényadatok:

  • Szélerőművek (széltornyok) száma: 29 491
  • Beépített teljesítőképesség (kapacitás): 53 867 MW (53,867 GW)
  • Évi áramtermelés: 103,7 TWh/év
  • Átlagos erőművenkénti áramtermelés: 3,516 MWh/év
  • 1 MW beépített teljesítőképességhez tartozó átlagos termelés: 1,925 MWh/év
  • 2019-ben üzembehelyezett új tornyok száma: 278, beépített teljesítőképességük összesen 936,4 MW, átlagos teljesítőképességük: 3,368 MW.

A valóságban a tornyok gyártmánya és paramétereik sokfélék, ezért átlagosnak vélt adatokkal számolunk. A 2050-re tervezett szárazföldi szélerőművi termeléshez addigra 180 485 új tornyot kell beépíteni, átlagosan 3 MW teljesítőképességgel számolva. 1,5 millió euró/MW fajlagos költség mellett a beruházási költségigény 812 182  millió euró. Tornyonként 1,6 km2 területigénnyel számolva egyszerűen felvetődik a kérdés: ez politikailag megoldható? Kierőszakolható? Ugyanis előzetes becslés szerint Németország területének kb. 2%-a alkalmas szélerőművek telepítésére. A jelenleg működő szélerőművekkel együtt 2050-ben tehát 209 976 toronnyal kell számolni, ami azt jelenti, hogy minden 1,67 km2-re jut egy széltorony. Ezekből a számokból azonnal megítélhető, hogy ez az út nem járható (ezért neveztük már korábban zsákutcának).

Eddig nem említettük, hogy a szélerőművek élettartama 15-20 év, tehát közben el kell végezni legalább egy nagy felújítást, vagy le kell cserélni a régieket új erőművekre. Egyre több széltoronynál ez már ma is aktuális.

3, Naperőművek (Fotovoltaik)

E helyen átlagosan 1 MW teljesítőképességű naperőművekkel számolunk. MW-onként 1 100 000 kWh évi termelést alapul véve, a 2050-re tervezett naperőművi termeléshez 585 075 telepre lesz szükség. Egy telephez tartozóan 3 ha területigénnyel számolhatunk, tehát a (mezőgazdasági termelésből kivont) összes területigény 17 552 km2. 1, 67 millió euró/MW fajlagos beruházási költséggel számolva a teljes beruházási költségigény 643 582,5 millió euróra tehető. És ezért egy teljesen bizonytalan energiatermelést kapunk, amiért még további hatalmas beruházásokra van szükség, hogy kielégítő ellátásbiztonságot kaphassunk. Bolond, aki ezt az utat választja. Különösen, ha még ideológiát is kreál hozzá. Erre mondja a szerző : „No Go”.

4, Biogáz erőművek

Ez esetben is átlagosan 1 MW teljesítőképességű biogáz erőművekkel számolhatunk, évi közel 9000 MWh termeléssel. Amennyiben biomasszaként kukoricát veszünk alapul, akkor erőművenként 500 ha (5 km2) mezőgazdasági termőterületre van szükség. A 2050-re tervezett bioáram termeléséhez 70 509 ilyen 1 MW-os erőművet kellene építeni, összesen 352 546 km2 termesztési területigénnyel. Ez 5000 km2-el kevesebb, mint Németország területe. Vajon járható út? Pozitívumként megállapítható, hogy a biogáz erőművek akár alaperőművi üzemre is alkalmasak.

Nem esett szó arról, hogy a tisztán megújuló áramtermelés, azaz a teljeses dekarbonizáció végrehajtása esetén hogyan varázsolnak megfelelő szintű ellátásbiztonságot a teljesen bizonytalan „No Go”szél- és naperőművi termelésből. Talán észrevette az olvasó, hogy a fent számított 2050-re érvényes erőművi kapacitások csak arra alkalmasak, hogy az évi energiaigénynek megfelelő energiát mennyiségileg előállítsák. De nem képesek a fogyasztói igények időbeli változásihoz igazodni, hiszen termelésük az időjárási viszonyoktól függ. Vannak akár olyan kéthetes periódusok, amikor szélcsendes idő van, vagy felhős az égbolt, tehát a szél- és (vagy) naperőművi termelés minimális. A fogyasztói igényeket ekkor is el kell látni biztonságos energiával. Vagy megfelelő (nagyságú és rugalmasságú) helyettesítő erőműveket építünk, vagy tárolt energiából fedezzük az igényeket. Persze a tárolt energiát is megújuló erőművekben kellene előállítani, amihez újabb jelentős erőművi kapacitásokra van szükség. Az energiatárolás megoldása is hatalmas feladat (pl. elektrolízis állomások létesítése, hidrogén tárolása, vagy átalakítása metánná) és az energiátalakitások hatásfokát is figyelembe kell venni. Pl. az egyetlen igazán járható Power to Gas tárolási technológia alkalmazása esetén 33 %-os erdő hatásfokkal kell számolni, hogy újra villamos energiát kapjunk. Tehát többszörös beruházási igényről van szó. Magyarul szólva: „Ki fizeti a révészt?

Németországban egyszerű a megoldás: „Wir schaffen das!” (Mi megoldjuk!) mondta többször is Angela Merkel. Kik a „Wir? Kik a mi? 2030-ig és 2050-ig?

Nem lehet megoldani azt, ami nem megoldható! Eljön a kijózanodás ideje. Minden esetre tanulságul idemásolom a németországi naperőművek 2019. decemberi termelési adatait (a felső piros vonal a beépített teljesítőképességet (közel 50 GW) ábrázolja.

Több mint tanulságos. Ja, és a fő tanulság: Németország területe valóban nem elég az Energiewende megvalósításához. Remélem, nem ácsingóznak Ausztria és Csehország (Lengyelország) területére! A szomszédoknak amúgy is elegük van már a német villamosenergia-rendszer egyre bizonytalanabb működésének következményeikből.

Mai hír: Annegret Kramp-Kartenbauer bejelentette, hogy lemond a CDU elnöki posztjáról.

2020.02.11.
Dr. Petz Ernő
címzetes egyetemi tanár

[1] www.eike-klima-energie.eu/2020/01/31/gibt-es-genug-platz-fuer-die-energiewende-in-deutschland/

Tetszett a cikk? Amennyiben igen, fejezze ki tetszését a
Reális Zöldek Klub
társadalami szervezet részére juttatott támogatásával 300 Ft értékben.
Bankszámlaszámunk:
11702036-20584151 (OTP)
A Fővárosi Bíróság végzése a társadalmi szervezet nyilvántartásba vételéről itt található.
Print Friendly, PDF & Email
Please follow and like us:

Vélemény, hozzászólás?

(Az eltérő véleményeket megjelentetjük, az útszéli stílust töröljük.)

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük