Menetelés a megbízhatatlan energiatermelés felé

PE-Energia Akadémia 261

E honlapon már sok ízben ismertettük, elemeztük és bíráltuk Németország (Energiewende-nek nevezett) energiapolitikáját, amely a világon (példamutatási törekvéssel) a legszélsőségesebben hajtja végre az energiaellátás átstrukturálását a klímavédelem, a közös klíma- és energiapolitika keretében. Persze ez lehetne belügye, de gazdasági pozícióját kihasználva ráerőlteti az Európai Unióra és az ENSZ-re is. Az Energiewende lényege: a klímavédelem jegyében az antropogén szén-dioxid kibocsátás csökkentése érdekében a hagyományos erőművek fokozatos leállítása, és a megújuló erőművekkel való kiváltása (dekarbonizáció).

Most egy újabb elemzést ismertetünk, amelyet a Timera Energy készített, s amelyről Paul Homewood számolt be.[1] Az elemzés a két kritikus határesetet vizsgálja: 1. ha szélcsendes az időjárás és nem süt a nap; 2. ha erős a széljárás és egyúttal felhőtlen az égbolt.

Németországot követve Európa élen jár a dekarbonizáció útján. A következő 10 évben Nyugat-európában mintegy 350 GW új szél- és naperőművi kapacitást terveznek létesíteni, és az eddig megbízható energiaellátást garantáló atomerőművekből és szénerőművekből 2023-ig 40 GW, és 2030-ig 80 GW kapacitású egységeket kívánnak véglegesen leállítani. Tudni kell, hogy az atomerőműveknek szerepe az alaperőművi feladat ellátása, a szénerőműveknek az erőműrendszer rugalmas, a fogyasztói igények követésére alkalmas (menetrendtartó) feladat ellátása. A szél- és naperőművek éppen e funkciók ellátására alkalmatlanok, bármennyi épül is belőlük.

      1. ábra. A szél+naperőművi teljesítmény tartományai (2019)

A vizsgálat kiindulási alapadatait Németország 2019 évi tényadatai képezik, amelyekkel kapcsolatban az 1. ábrát mutatjuk be. Itt havi bontásban a szél+naperőművi erőművek teljesítményváltozási tartományait láthatjuk (tehát az oszlopok felső éle a hónap során az előfordult maximális, és alsó élük a minimális teljesítményt ábrázolják). Az élükre állított négyzetek a havi átlagos teljesítményt jelölik. A beépített teljesítőképességük az év során is folyamatosan növekedett, és év végére elérte a 109,6 GW értéket.

Összehasonlításul a 2020, ill. a 2030 évi várható határeseti napokra vonatkozó eredményeket fogjuk látni, hangsúlyozva, hogy a határeseti napokon belül ezek átlagos napoknak tekintendők (azaz még szélsőségesebb napok is előfordulhatnak).
1. esettanulmány (amikor gyengén fúj a szél és felhős az égbolt). Ilyen átlagosnak tekinthető naphoz a vizsgálat alapján a 2. ábrán látható függvények tartoznak.

2. ábra. A szél+naperőművi termelés és a rendelkezésre álló helyettesítő erőművi kapacitás (2020 és 2030) – gyenge szél és napsütés esetén

2020-ban várható ilyen napon a szél+naperőművi termelést (az ábra alján) a sötétkék, a 2030-ban várható termelést a világoskék mező ábrázolja. A kicsinek a többszöröse is relatíve kicsi annak ellenére, hogy 2030-ra jelentősen megnő a szél+naperőművi kapacitás.
A folytonos görbe a várható fogyasztói igény alakulását ábrázolja. E tekintetben nagy változás nem várható annak ellenére, hogy az energiapolitikai célkitűzések jelentős energiahatékonysági intézkedéseket irányoznak elő.

A felső szaggatott egyenes a 2020-ban rendelkezésre álló atom- és rugalmas hagyományos erőművi kapacitást, míg az alsó szaggatott egyenes a 2030 évi ilyen kapacitás meglétét jelöli. Közben ugyanis az atomkiszállás és a szénkiszállás jegyében több mint 30 GW termelő kapacitás szűnik meg. Ezért 2030-ban az alsó szaggatott egyenes és a fogyasztói görbe közötti területnek megfelelő (mintegy 500 GWh) energia megtermeléséhez hiányzik az erőművi, azaz termelői kapacitás. Tehát e hiányzó energiát importálni kell, vagy tárolt energiából kell fedezni. Ez az energiamennyiség egy hatalmas, 250 GW teljesítőképességű energiatároló 2 órás maximális teljesítménye melletti kisütési üzemének felel meg! Sem az ekkora importnak, sem a tárolásnak egyelőre nem látható a reális lehetősége. Persze ez is csak azzal a feltételezéssel igaz, ha 2030-ban az alsó szaggatott egyenes alatti területet a megmaradt hagyományos erőművek valóban képesek kitölteni, tehát egész nap közel névleges teljesítménnyel kell üzemelniük. Ez egyben azt is jelenti, hogy ekkor forgótartalék nem lesz a rendszerben (ami a biztonságos energiaellátás szempontjából elképesztő). Ha az import, ill. az energiatárolás nem oldható meg, marad menekülő útvonalként új rugalmas gázerőművek létesítése (mintegy 21 GW teljesítőképességgel – a veszteségekkel nem számolva), vagy szükség esetén a fogyasztói szabályozás, nevén nevezve egyes fogyasztók lekapcsolása.

2. esettanulmány (amikor erős a széljárás és a napsütés). Ilyen átlagosnak tekinthető naphoz a vizsgálat alapján a 3. ábrán látható függvények tartoznak. A 2020 évi nap+ szélerőművi termelést a sötétkék, a 2030 évi termelést a világoskék mező ábrázolja. 2020-ban csak a szél+naperőművek nem képesek a folytonos függvénnyel ábrázolt fogyasztói igényeket ellátni, 2030-ban pedig jelentós túltermelés várható, a fogyasztói görbe feletti területnek megfelelően. Ez a terület, az átlagosnak tekintett ilyen napon 200 GWh-nak felel meg, amelyet külföldi piacon kell értékesíteni. A sokéves tapasztalat azt bizonyítja, hogy ilyen nap egymást követően több is bekövetkezhet (akár 1-1,5 TWh túltermeléssel), ami az exportálást, ill. az áramtőzsdén való értékesítést valószínűtlenné teszi.

3. ábra. A szél+naperőművi termelés (2020 és 2030) – erős szél és napsütés esetén

A másik lehetőség, hogy e túltermelési energiát eltároljuk az energiahiányos időszakokra.  Ilyen nagy energia tárolására elvileg a Power to Gas technológia jöhetne szóba: a többlet energiával vízbontás útján hidrogén előállítása és tárolása.  De ehhez még új gázerőműveket is kellene építeni, hogy újra villamos energiát kapjunk. 2030-ig ennek a megvalósítása teljesen irreális. Nem beszélve arról, hogy e technológia eredő hatásfoka rendkívül alacsony (amit a vizsgálat nem vett figyelembe). A szerző szerint ez a megoldás csak a zöld egekben létezik, igazán nem is opció. Marad (e határeset vizsgálatából is) a rugalmas hagyományos gázerőművek (atomerőművek?) építése, de akkor 2050-ig nem teljesíthető a nulla-emissziós célkitűzés.

A cikk a következő mondattal zárul:

Not a Lot of People Know That. (Nem sok ember tudja ezt.)

Mi tudjuk! Ezt bizonyítják a hivatkozott korábbi cikkeink, amelyek e honlapon megjelentek. S erre büszkék is vagyunk. Hogy nem hallgatnak ránk, az viszont nem csak a mi bajunk. Az egész országé. Ha csak félig-meddig követjük ezt a tévutat, az is nagy hiba. Akik ezt az utat járják, egyre gyorsulva menetelnek a megbízhatatlan energiaellátás felé.

Azokat az embereket, akik „nem tudják” (hogy az Energiewende útja már sokáig nem járható), legyenek nyugodtak, mert egyetlen ország sem engedheti meg, hogy az energiaellátásában zavarok lépjenek fel, mert az a gazdasága és a lakossági bizalom végét jelentené. A szénerőműveket erőszakosan, hatalmas veszteségek mellett le lehet állítani, de helyettük majd (talán az utolsó kényszerítő időpontban) új gáztüzelésű erőműveket kell építeni. Ez kiforrott technológia, a korszerű gáztüzelésű egységek jó hatásfokkal rendelkeznek, rövid idő alatt felépíthetők, kis telephelyet igényelnek és a fajlagos beruházási költségeik is kedvezőek. És ami nagyon fontos, Európában lesz elég gázmennyiség. Megvalósul az Északi Áramlat 2 gázvezeték, lassan elkészül déli irányból a Török Áramlat és a Déli Gázfolyosó (SCP-TANAP-TAP Azerbajdzsánból indulva) és ezek leágazásai, valamint megindul Románia partjainál a Fekete tengeri gázkitermelés, és a kapcsolódó Észak-déli gázfolyosó is elkészül. S mindezek mellett egyre nagyobb szerepet kaphat a Közel-Keletről és az USA-ból származó cseppfolyós gáz (LNG) importja is. Ezek versenyéből még előny is származhat. A megbukott klímavédelem nyertesei ezek szerint a gázt exportáló országok lesznek, és természetesen azok az országok, amelyek nem dőltek be a klímavédelmi ideológiának és hisztériának.

Való igaz, hogy a gázerőművek is bocsátanak ki szén-dioxidot (kevesebbet, mint a szénerőművek), ami miatt a nulla-emissziós célkitűzés nem valósítható meg. De hát addigra hol lesz már e célkitűzés? És hol lesznek e célkitűzés megfogalmazói, és a dekarbonizálás erőszakos és megszállott hívei? Egy történelmi tévút szereplőiként hullnak ki az emlékezetből.

2020.06.02.
Dr. Petz Ernő
címzetes egyetemi tanár

[1] https://stopthesethings.com/2020/04/16/power-deficit-wind-powers-hopeless-intermittency-leaves-germans-scrambling-for-reliable-generation/