Ha nem szakembereknek szóló cikket írunk, mindig előjön a nagy kérdés, hogy vajon hol is érdemes kezdeni egy olyan műszaki magyarázatot, ami a nagy átlag számára nem annyira egyértelmű. Mert ugye "röviden" meg kellene értetni a névleges feszültség és frekvencia fogalmát, az együttműködő villamos termelőberendezések szinkronfutását, a termelt és felhasznált energia mérlegét, aminek kis tűréssel, de folyamatosan egyensúlyban kell lennie, a védelmi automatikák működési elvét, a nemzetközi kooperációs rendszer lényegét stb-stb... De nem is folytatom, mert szinte lehetetlen végig sorolni azt a rengeteg összetevőt, ami ennek a hatalmas rendszernek a működését leírja. Már csak azért sem innen próbálom közelíteni a problémát, mert ezzel egy pont ugyanolyan unalmas cikket szerkesztenék, mint amilyeneket tucatszám lehet mostanság olvasni - különösen amióta kiderült, hogy a naperőművek vártnál gyorsabb terjedése miatt egyre komolyabb gondokkal kell szembesülni a villamosenergia-rendszer üzemeltetése során.
Viszont ahhoz, hogy az olvasó némi képet alkothasson, a felsoroltak közül az egyik legfontosabbat, a termelés-fogyasztás egyensúlyi feltételét mindenképp el kell röviden magyarázni. A dolog lényege, hogy a teljes villamosenergia-rendszerbe (és a kontinensen maradva, ez alatt gyakorlatilag az összes európai ország egymással összekapcsolt, és szorosan együttműködő hálózatát értjük) minden egyes időpillanatban pontosan akkora teljesítménnyel kell betáplálni az erőművekből, mint amennyire a fogyasztóknak szükségük van. Ez a biztonságos működés alapja. Ha nem ez törénik, és ugrásszerűen megváltozik valamilyen irányba akár a fogyasztás, akár a termelés (pl. üzemzavar lép fel egy nagyteljesítményű erőműben, vagy kiesik egy jelentős fogyasztócsoport stb.), amit valamilyen okból nem sikerül rövid időn belül a rendszerirányítónak kompenzálni (pl. mert többféle meghibásodás is fellép egyszerre), akkor borul az egyensúly, és bekövetkezik az a bizonyos áramkimaradás. Hogy egy-egy ilyen eset mekkora területet érint, az mindig az adott üzemzavar függvénye.
Mivel tökéletes egyensúly nem létezik, ezért természetesen meg van határozva valamennyi tűrés. Nincs nagy mozgástér, a megengedett eltérés legfeljebb 0,04%. Ezt lefordítva a (névlegesen 50 Hz-es) hálózati frekvenciára, az mindössze 49,98 és 50,02 Hz között változhat. Ahhoz, hogy ezt tartani lehessen, a rendszerirányítónak felkészültnek kell lennie a várható fogyasztási igényekre, hogy időben be tudjon avatkozni. A statisztika ebben sokat segít, az utóbbi évek átlagát tekintve, azonos időszakban és napszakban, hasonló időjárási körülmények mellett jellemzően nagyon hasonló fogyasztási igény jelentkezik. Tehát ha épp nincs semmilyen zűr, akkor viszonylag könnyen fenntartható az egyensúly. Persze az élet sosem ennyire egyszerű, főleg akkor nem, ha egy gigantikus villamos hálózatot kell üzemeltetni. (Folytatás lejjebb).
Pár évtizeddel ezelőtt, amikor ott volt Paks a maga négy blokkjával (kezdetben 1600, mára összesen 2000 MW teljesítményt nyújtva), mellette a masszív hőerőművekkel (szokjuk a közös kifejezést: alaperőművek), meg a mindenféle tartalék erőművekkel, és épp semmilyen üzemzavar nem borzolta a szakemberek idegeit, akkor viszonylag nyugodt élet volt a rendszerirányításnál. Szokott időben és mértékben jöttek a napi fogyasztási csúcs- és völgyidőszakok, amihez rendre csak hozzá kellett igazítani a termelést. Egy meglehetősen sablonos, unalmas, de szükségszerű munka volt.
Aztán, ahogy teltek-múltak az évek, szépen elöregedtek az erőműveink. Gazdaságosan és biztonságosan tovább már nem üzemeltethetők, így le kell azokat állítani. A legfontosabb alaperőművünk, Paks is öregszik, úgyhogy hamarosan megérjük, hogy a legkorábban üzembe helyezett blokk végleg le lesz kapcsolva. Aztán szép sorban a többi, ahogy majd lejár az engedélyük. Márpedig minden egyes blokk kiesése 500 MW hiányát fogja jelenteni a hazai villamos rendszerben. És akkor a többi kiöregedett erőművet még nem is számolom.
Kioto, Doha és Párizs egyezményeit követve, a leállított alaperőművek helyett hagyományos, széndioxid kibocsátó hőerőművek már nem építhetők. Ez teljesen rendben is van, legalább ezekkel ne terheljük tovább a környezetünket. Halkan azért meg kell jegyeznem, hogy az "erősebb kutya" elvét követve sajnos mindig akad jónéhány kivétel itt az EU-ban, például Németországban nemrégiben jóváhagyták a Datteln IV nevű giga szénerőmű megépítését. Persze a németek energiapolitikája az utóbbi tíz esztendőben több ponton is már megkérdőjelezhető, kezdve egészen a japán Fukushima atomerőmű katasztrófája után meghozott ideges, és meglehetősen kapkodó politikusi döntésekkel, amikor Merkel asszony bejelentette a német atomerőművek rövid időn belül történő leállítását, így előzve meg egy esetleges súlyos atomerőművi baleset bekövetkeztét. Itt tipikusan megint a jószándékkal fémjelzett hibás döntés esete volt tettenérhető. Más kérdés, hogy a japán balesetre hivatkozva semmilyen párhuzam nem fedezhető fel az EU-ban működő üzembiztos atomerőművekkel kapcsolatban (ugyanis elég csekély a valószínűsége, hogy a tengerparttól távol megépített erőművek egy hasonló szökőárnak legyenek kitéve, mint ami Japánban a katasztrófát előidézte). De mindegy, ezen már túl vagyunk, megszületett a döntés, hogy ezek a nukleáris fűtőanyaggal működő alaperőművek leállításra kerülnek, és helyükbe időjárásfüggő (nap és szél) erőműveket kell telepíteni.
Európa nagy szerencséjére ez a meglehetősen átgondolatlan terv nem terjedt el olyan gyorsan a többi EU tagországban, mint ahogy azt a német vezetés szerette volna. Az atomenergiát hasznosító államok (beleértve hazánkat is) koránt sem szeretnének egyik pillanatról a másikra lemondani erről az egyébként környezetbarát technológiáról, csak azért, mert laikus környezetvédők, illetve a saját országuk gazdasági érdekeit szem előtt tartó politikusok nagy hangon ezt követelik. Persze egy gazdaságilag fejlett Németország viszonylag könnyen hoz meg ilyen drasztikus döntéseket, hiszen a technológiaváltással járó hatalmas költségeket egyszerűen megfizettetik a fogyasztóikkal (alig van ma a világon olyan ország, ahol drágább lenne a villamosenergia, mint a németeknél).
De ez persze csak a gazdasági oldala a dolognak, ami végül is magyarázható azzal, hogy a környezet védelme nagyon sok pénzbe kerül. De milyen hatással van az üzembiztonságra, ha a hagyományos alaperőművek egy jelentős hányadát eltávolítják a rendszerből, és időjárásfüggő technológiákkal próbálják azokat helyettesíteni? Vegyük külön a két legfontosabb természeti erőforrást, a szelet és a napsugárzást. Tengerparti országokban a szélenergia felhasználása jelenti a kisebbik problémát, ugyanis a tenger felől viszonylag folyamatosan mozog a levegő. Itt a szél erejének hirtelen változásai okoznak gondot (hol túl erős, hol meg a vártnál gyengébb erővel fúj a szél). Ha valahol nincs megoldva a megfelelő gyors kompenzáció, akkor a kooperációs tagállamok rendszerirányítói próbálnak erejükhöz mérten segítséget nyújtani. Németország azzal, hogy ilyen rövid idő alatt áttért az időjárásfüggő technológiákra, számos kritikus pillanatot okozott a lengyel és cseh energiarendszerben, alaposan megrángatva azokat.
És akkor most nézzük a sokkal nagyobb gondot jelentő napenergiát. Először is, a naperőművekre már csak azért sem lehet teljes mértékben alapozni, mert napnyugtától napkeltéig ezek kiesnek a rendszerből, mintha ott sem lennének. Napközben persze már temelnek, de a nagy kérdés, hogy hogyan lehet ezekkel az erőművekkel előre számolni? És itt jön a képbe a legnagyobb probléma: SEHOGY! A rendszerirányító ugyan megköveteli, hogy a naperőművek üzemeltetői adjanak meg előre egy éves prognózist, egyfajta menetrend formájában, hogy az év adott napján, adott napszakban mekkora teljesítménnyel fog az erőmű dolgozni. Szó ami szó, ez egy elég nevetséges elvárás, legalábbis egy közönséges halandó üzemeltetőtől, aki nem képes az időjárást hónapokkal előre megjósolni...
A valóság persze az, hogy (az elmúlt néhány év átlaga alapján) kényszerűen megszületnek ezek a bizonyos menetrendek, azonban a természet gondol egyet, és bizony gyakran (egyre gyakrabban...) a maga hektikus módján egy adott nap adott órájában teljesen más arcát mutatja, mint azt reméltük. És itt kezdődik a rendszerirányításban az igazi próbatétel: egy hirtelen befelhősödés akár a névleges teljesítmény tíz százalékára is visszavetheti a naperőművek termelését, és az így kieső energiát valahonnan nagyon gyorsan elő kell teremteni. És fordítva is igaz, ha napon belül csökken a felhőzet, akkor meg egyik pillanatról a másikra rengeteg felesleg jelenik meg a rendszerben, ami ismét kritikus helyzetet okoz.
És ilyen szélsőséges üzemállapotok Európa szerte egyre sűrűbben előfordulnak, már most is, pedig még nagyon messze vagyunk azoktól a kitűzőtt energiacéloktól, melyek a karbonsemlegesség érdekében lettek meghatározva. Amiért egyre többen (magamat is beleértve) kezdték kongatni a vészharangot az az, hogy olyan szinten felgyorsult az időjárásfüggő technológiákra való áttérés, hogy fennáll a veszélye annak, hogy a villamosenergia rendszer biztonságát támogatni hivatott beruházások nem képesek lépést tartani a technológiaváltással. Ezt viszont nem szabad engedni, mert különben rövid időn belül menthetetlenül sötétbe fogunk borulni.
Már csak az a kérdés maradt, hogy milyen lépeseket kell feltétlenül megtennünk ahhoz, hogy egy nagyobb (akár a teljes kontinensre kiterjedő) áramkimaradást ne kelljen a közeljövőben elszenvednünk? Cikkem következő részében erre is megpróbálok egyszerű válaszokat adni.
(Józsa Péter - ISO 50001 lead auditor)
