Ha van jövőképünk arról, hogy hogyan nézzen ki a 21. század alacsony karbonkibocsátású magyar gazdasága, akkor ezt egy olyan szimulációs terepen kell megvizsgálni, ahol a jövő rendszere elemeiben már működik. Ezért értékesek azok a tanulságok, amelyeket Nagy-Britannia energia- és klímaminisztériumának energiabiztonsági és net zero osztályán, a Királyi Nemzetközi Ügyek Intézetében, a Londoni Magyar Nagykövetségen és a nemzeti hálózati energiarendszer-üzemeltetőnél 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 (British Energy Security Strategy). Ezek után lássuk, 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.
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 tekintetében.
Annak ellenére, hogy tengeri országként diverzifikált beszerzési lehetőségei vannak, Anglia 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 stratégia legfontosabb válaszai a jelen és a közeljövő kihívásaira:
- a jelenlegi 8 GW-ról 24-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 megújulóenergia-termelés is lényegesen növekszik, a tengeri (off shore) szélerőművek beépített teljesítőképessége a jelenlegi 11 GW-ról 50 -re, naperőműveké 14 GW-ról 70-re nő 2030-ig.
A klímasemlegesség elérésének legnagyobb akadálya a villamosenergia-szektorban az, hogy sem rövid, sem középtávon nem lesz lehetséges a villamosenergia-rendszerek dekarbonizált technológiákkal való kiegyensúlyozása.
Míg Magyarországon a hasznosítása növekedett rendkívül dinamikusan – alacsony bázisról indulva öt év alatt a tizenkétszeresére –, addig a briteknél elsősorban a tengeri (off shore) szélenergiáé a 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. Emellett biztosítania kell azt, hogy ennek az áramnak minden szolgáltatott időpillanatban 50 Hz legyen a frekvenciája. Ha nem így lenne, tönkremennének 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, amelyek gyorsan (15 perc alatt 0-ról 100 százalékra növelhető a teljesítményük) és tervezhetően képesek a kiszabályozásra, miközben stabil frekvenciát is biztosítanak. A szivattyús-tározós és a hagyományos vízerőművek „reakcióideje” több óra, a széntüzelésű és az atomerőművek is csak korlátozottan szabályozhatók.
Magyarországon egyelőre annyi jut el az időjárásfüggő áramtermelés kedvezőtlen hatásairól a közvéleményig, hogy a Paksi Atomerőmű blokkjait már nemcsak karbantartás miatt terhelik le időnként, hanem kereskedelmi okokból is, a naperőművek áramának kötelező átvétele miatt. Ebben az a szomorú, hogy egy dekarbonizált, de priorizált 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 kényszerexport 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 nemcsak a túltermelés miatt függesztik fel a szél- és naperőművek áramátvételét, hanem a hálózati 50 Hz frekvencia instabillá válása miatt is. A leterhelések persze további problémákat generálnak, hiszen bizonyos területeken és bizonyos technológiák alkalmazása esetén ez gyakrabban előfordul, és így nem lehet garantálni a verseny- és technológiasemlegességet a vállalkozókkal való szerződéskötéskor. A problémamentes kiegyensúlyozás pedig annak ellenére nem működik jól, hogy Nagy-Britanniában az áramtermelés 40 százalékát 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, ennek eredményeként nem feltétlenül akkor lépnek be, amikor ellátásbiztonsági szempontból az a legoptimálisabb. 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 büszkélkedő tengeri szélenergia hasznosításában, hogy míg a legnagyobb szélerőműtelepek 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 jóval 2030 előtt.
A tanulság az, hogy a villamosenergia-rendszerek időjárásfüggő áramtermelésre alapozása akkor történhet meg maradéktalanul és megfizethető áron, ha képesek leszünk azt dekarbonizált technológiákkal – például ipari méretű akkumulátorokkal – piaci alapon kiszabályozni.
Nagy-Britannia – mint a műszaki-technológiai fejlődés egyik élen járó országa – vállalta, hogy a fejlesztések élén járók egyikeként kitapossa azt az utat, amely egész Európát elvezeti 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 megújulóenergia-termelés ne eredményezzen időjárásfüggő ellátásbiztonságot és időjárásfüggő fogyasztói árakat.
