Az elmúlt napokban a hazai nap- és szélenergia-termelés eltűnt, mint szürke szamár a ködben. Ráadásul az eltűnés oka mind a napenergia, mind a szélenergia, mind a szürke szamár esetében azonos: a köd a ludas, pontosabban ugyanaz a meteorológiai helyzet, ami a ködöt is okozza. Villamosenergetikai szempontból 5 napja folyamatosan sötétszélcsend van Magyarországon.
- ábra: Ködös este a napokban [Fotó: Aszódi A.]
2022. október 28. péntek óta ködös időjárás honol Magyarországon. A meteorológiai szolgálat napok óta tartós, sűrű ködre figyelmeztet, és aki a Mindenszentek kapcsán utazott az országban a hosszú hétvége napjai alatt, az a saját szemével is láthatta, hogy mennyire ködös volt az idő. Gyakorlatilag az egész Kárpát-medencébe beült a köd, ami ilyenkor ősszel többek között akkor tud nálunk tartósan fennmaradni, ha nem fúj a szél.
A következmények kiválóan látszanak a MAVIR adatpublikációjából: ha megnézzük az alábbi 2. ábrát, azt láthatjuk, hogy október 26. óta folyamatosan 20 MW alatt volt a 320 MW kapacitású hazai szélerőműpark tényleges betáplálása, de az elmúlt egy hétből összesen kb. 100 órában nulla volt a teljesítményük.
- ábra: Hazai szélerőművek termelése az elmúlt napokban [Forrás: MAVIR]
Amíg a szél esetén a köd inkább tünet, mint kiváltó ok, addig a napenergia esetében ez a köd valójában a problémák okozója: a ködös időben a napsugárzás nem éri el a földfelszínt, így a fotovoltaikus nagy naperőművek és a házak tetejére szerelt háztartási méretű kis naperőművek teljesítménye szintén nagyon alacsony, még napközben is. Amíg október 26-án és 27-én a déli órákban 900-1000 MW volt a hazai nagy naperőművi betáplálás, addig október 28-tól 400 MW, majd 300 MW alá csökkent, tegnap, október 31-én a napközbeni csúcs pedig már 240 MW-nál is kisebb volt. Tekintettel arra, hogy a hazai beépített – 50 kWe-nál nagyobb egységekből álló – naperőművek kapacitása 2200 MW fölött van (a teljes napenergia beépített kapacitás a becslések szerint meghaladja a 3500 MW-ot), ez a tegnapi legnagyobb teljesítményű betáplálási állapotban is 10% alatti pillanatnyi napenergia kihasználási tényezőt jelentett.
- ábra: Hazai nagy naperőművek termelése az elmúlt napokban [Forrás: MAVIR]
Megjegyzem, hogy azokat a rendszerállapotokat, amikor a napenergia és a szélenergia betáplálása is jelentősen elmarad a beépített kapacitás értékétől, és csak 20% vagy 10% alatti értékeket látunk, Dunkelflaute vagy sötétszélcsend állapotoknak nevezzük. Ilyenkor sajnos hiába vannak nagy nap és szélenergia kapacitások beépítve a rendszerbe, azok valójában semmit nem érnek. Az elmúlt 5 nap pontosan ilyen volt, napközben is valójában sötétszélcsendes időszakokat láthatunk, a villamosenergia-rendszer szempontjából 5 napja folyamatosan sötétszélcsend van az országban.
De mivel ilyenkor is vannak fogyasztói igények, hiszen nyilván világítunk, fűtünk, főzünk, számítógépet vagy más elektronikus eszközt használunk, közlekednek a vonatok, trolik, villamosok, működnek az üzletek, éttermek és bizonyos gyárak is. Ezt mutatja a 4. ábra, ami alapján megállapítható, hogy a rendszerterhelés (a fogyasztók villamosenergia-igénye) a 3500 MW – 6000 MW közötti tartományban járt az elmúlt napokban.
- ábra: A hazai villamosenergia-rendszer terhelése az elmúlt napokban [Forrás: MAVIR]
A sötétszélcsendes időszakban a fogyasztói igényeket hagyományos erőművek segítségével kell kielégíteni, ugyanis a nap- vagy szélerőművek korábbi termelését a villamosenergia-hálózat nem tudja tárolni, a termelés és a fogyasztás egyensúlyát minden másodpercben fenn kell tartani, vagyis minden másodpercben pont annyi villamos energiát kell a hálózatra feladni, mint amennyit abban a másodpercben a fogyasztók felhasználnak. Ha ez a termelés és fogyasztás közötti egyensúly felborulna, megváltozna a rendszerben a frekvencia, amire a legtöbb hálózatra kapcsolódó eszköz nagyon érzékenyen, meghibásodással reagálna.
A villamosenergia-ellátásunk 43. heti forrásszerkezetét az 5. ábra mutatja. Itt jól megfigyelhető, hogy a paksi atomerőmű blokkjain túl a lignit, a földgáz és az import játszik meghatározó szerepet. Az import az ábrán a színes sávok (hazai termelés) és a fekete vonal (rendszerterhelés) közötti fehér sávban jelentkezik, amiről jól látható, hogy bizonyos időszakokban a rendszerterhelés harmadát is meghaladja. Ezért mondjuk azt, hogy hazánk nagymértékben kitett a villamosenergia-importnak.
- ábra: A magyar erőművek termelése és a rendszerterhelés alakulása a 2022. év 43. hetében [Ábra forrása: Fraunhofer Intézet]
Vannak az adatokban azonban további érdekességek is. Ha visszatérünk a 3. ábrára, abban jól látható, hogy október 28. óta a naperőművi termelés becsült (sárga és narancs) és a naperőművek kereskedelmi mérése szerinti tényleges termelése (fekete görbe) között a déli órákban 400-600 MW különbség tapasztalható. Ez óriási mennyiség, az előrejelzés és a tényleges termelés közötti különbséget kiegyenlítő energiaként nagyon drágán lehet csak beszerezni. Itt a termelési előrejelzés pontatlansága mellett fokozza a probléma nagyságát az is, hogy a háború miatti energiaellátási válsághelyzet következtében nagyon magasak a villamosenergia-árak, így a rendszerirányító által igénybe vett szabályozás költségei a korábbi néhány milliárd forintról a havi 40-50 milliárd forintos tartományba növekedtek (ld. a MEKH 2022. 08. havi villamosenergia-piaci havi riport 27. ábráján). A fent leírtakból azt is könnyű megérteni, hogy miért érdemes a napenergia előrejelzés pontosságát növelni (ezáltal a narancssárga és a fekete görbe közötti különbséget csökkenteni).
Az elmúlt napokban a litéri és lőrinci gyorsindítású gázturbinákat is el kellett többször indítani, aminek következtében a fenti 5. ábrában az olaj mint energiahordozó megjelenik a felhasznált tüzelőanyagok között. Ez szintén meglehetősen drága és egészen biztosan nem CO2-mentes. Sokkal egyszerűbb (és környezetkímélőbb) lenne a magyar villamosenergia-rendszer helyzete – ilyen rendszerállapotokban is –, ha a szomszédos országokhoz hasonlóan nálunk is lenne szivattyús tározós vízerőmű, mert az ilyenkor – a rugalmassága révén – a kiegyenlítésben nagy szerepet tudna játszani. Az is nyilvánvaló, hogy tisztán a nap- és szélenergia bázisán lehetetlen lenne az ország áramellátását megvalósítani. A paksi atomerőművi blokkok mint a legnagyobb karbonsemleges termelők nélkül az ország ellátása most is elképzelhetetlen lenne.
Köszönetnyilvánítás: a fenti írásban felhasznált diagramok és adatok kigyűjtésében Szűcs Botond és Biró Bence volt a segítségemre. Köszönet érte!
Felhasznált források:
Erőművi beépített kapacitás adatok: https://www.mavir.hu/documents/10258/244530235/BT_2015-20221001_ig_BR+NT_HU.pdf/7a5dc79d-1be9-3b65-3c2d-2db24ac28fa2?t=1665658209375
Aktuális rendszerterhelési és erőművi termelési adatok: MAVIR adatpublikáció: https://www.mavir.hu/web/mavir/rendszerterheles
MEKH Piacmonitoring, MEKH villamosenergia-piaci 2022. 08. havi havi riport, http://mekh.hu/download/5/7f/21000/HaviRiport_villamosenergia-piacok_2022_08_v%C3%A9gs%C5%91_elk%C3%BCld%C3%B6tt.pdf
Fraunhofer Institute, Energy charts, https://energy-charts.info
