Dr. Aszódi Attila, a BME TTK Nukleáris Technikai Intézet egyetemi tanárának vitaindító tanulmánya az Egyensúly Intézet és a Green Policy Center által szervezett 2022. évi „Klímasemlegesség 2050” konferenciához a magyar energiapolitika jövőjéről.
„Úgy hiányzott ez nekünk, mint üveges tótnak a hanyatt esés” – talán ez a mondás írja le a legjobban a helyzetünket. Évek óta keressük a fenntarthatósági feltételeknek is megfelelő választ arra a kérdésre, hogy a klímavédelmi célokat teljesítendő hogyan tudjuk lecsökkenteni a fejlett társadalmak szén-dioxid kibocsátását. A feladat már önmagában is nemes, de a helyzet komplexitását jelentősen fokozta a koronavírus járvány által okozott gazdasági válság és a zavarok, amelyeket a járvány miatti lezárások az ellátási láncokban okoztak. Sok kormány felismerte, hogy válsághelyzetben valójában arra az ipari termelésre lehet számítani igazán, ami a saját határokon belül található, továbbá az importkitettség kockázatai egyértelműen megnövekedtek. A klímavédelmi feladatok és a járvány okozta gazdasági válság problémájára 2022. február 24-től rárakódott Oroszország Ukrajna ellen indított offenzívája, a háború negatív hatása, ami az orosz fenyegetések és az európai közösség szankciós javaslatai, majd intézkedései nyomán alapvetően kérdőjelezi meg, hogy a konvencionális energiahordozókban szegény Európai Unió tagországai hogyan is haladhatnak tovább az eddigi nemzeti energiastratégiákban lefektetett elvek mentén. Ezt nevezem én igazi hanyatt esésnek.
Itt a probléma ugyanis nem egyszerűen abban áll, hogy az Oroszországból származó energiahordozók importját szükséges csökkenteni a magas importfüggőségből származó kockázatok csökkentésére. A „hanyatt esés” a meglátásom szerint sokkal inkább abból származik, hogy a nemzetállamok energiastratégiáit megalkotóknak ebben a helyzetben őszintén ki kellene mondaniuk: azok az erőmű fejlesztési forgatókönyvek, amelyeket évek óta a megújuló energiahordozók fejlesztéseként pozícionáltak, de valójában a földgáz mint elsődleges energiahordozó fokozottabb felhasználásával járnának, a jelen helyzetben egyik pillanatról a másikra megvalósíthatatlanná váltak.
Békeidőben az Európai Unió országai évente mintegy 155 milliárd m3 földgázt importáltak Oroszországból (viszonyításként Magyarország éves földgázfelhasználása az elmúlt években rendre 10 milliárd m3 alatt volt, ennek kb. 85%-a orosz származású molekula, függetlenül attól, hogy milyen irányból lép be az országba, 15%-a magyar hazai kitermelésből származik). Ha az Oroszországból Európába importált földgázmennyiség egy az egyben kiesne, nyilván lehetne fokozni valamennyire Norvégiából vagy Észak-Afrikából az importot, lehet valamennyire takarékoskodni is, és lehet a világpiacról cseppfolyósított földgázt behozni, de így is marad évi kb. 100 milliárd m3 földgáz, aminek a pótlásához szükséges forrás ma nem ismert.
Az világos, hogy a földgáz – az egyébként szennyező – fosszilis energiahordozók közül a „legtisztább” (a legkisebb rossz, mert égésekor gyakorlatilag csak szén-dioxid gáz és vízgőz keletkezik, és energiaegységre vetítve a szén-dioxid mennyisége kb. fele a szén elégetésekor keletkező értéknek), de a földgáz még így is egy szennyező fosszilis energiahordozó, ami ráadásul csak korlátozottan készletezhető. Szerencsés országok, mint pl. Magyarország, ahol vannak geológiai tároló létesítmények, néhány hónapos készletet tudnak belőle tartani. De a folyamatos ellátáshoz a jelenlegi felhasználási mód mellett még a tárolókkal is praktikusan folyamatos importra van szükség. Ez pedig kiszolgáltatottá teszi energiaellátásunkat.
A jelenlegi helyzet további következménye – amiről meglehetősen kevés szó esik mostanság –, hogy a földgázbázison megtermelt villamos energia az európai árampiacokon nagyon sok esetben ármeghatározó. A földgáz árának növekedése a földgáz bázison megtermelt villamos energia termelési egységköltségét evidensen emeli, ráadásul ezeknél az erőműveknél a költségek akár háromnegyede is az energiahordozó árából származó ún. változó költség. Ebből tehát az is következik, hogy az áram ára a nagykereskedelmi piacokon tartósan magas szinten maradhat, ha nem sikerül alternatív forrásokból alacsonyabb árú földgázt beszerezni. És ilyen forrás ma nem látszik. Ebből tehát az következik, hogy az európai árampiacokon a korábbi évek árszínvonalához képest sokkal magasabb árakra lehet számítani rövid, közép és hosszú távon is.
Az árak mellett fontos kérdés továbbá az is, hogy a folyamatos villamosenergia-ellátás, vagyis az ellátásbiztonság feltételei adottak-e az Európai országokban. Ez a problémakör az energetikai átalakulás közepette, már az orosz-ukrán háború előtt is éles kérdés volt, és a jelentőségét a háború csak kiemeli. Éppen ezért egy nemrég megjelent tanulmányunkban[1] azt vizsgáltuk, hogy mit vetítenek előre az európai országok energiastratégiái és azok mennyire alkalmasak a klímavédelmi és az ellátásbiztonsági célkitűzések teljesítésére. A tanulmányban összesítettük 19 kontinentális európai ország (Ausztria, Belgium, Bosznia- és Hercegovina, Horvátország, Csehország, Franciaország, Németország, Magyarország, Olaszország, Hollandia, Lengyelország, Portugália, Románia, Szerbia, Szlovákia, Szlovénia, Spanyolország, Svájc, Ukrajna) jövőbeli villamosenergia-fogyasztását, továbbá az országok kormányai által 2030-ra és 2040-re tervezett erőművi kapacitásokat, és órás felbontású szimulációkkal vizsgáltuk, hogy az év 8760 órájában milyen rendszerállapotok állhatnak elő, és a változó villamosenergia-igények hogyan elégíthetőek ki az időjárástól függő megújuló források, valamint a hagyományos erőművek rendelkezésre állásának függvényében.
A vizsgálataink egyrészről azt mutatják, hogy az európai országok 2040-ig átlagosan 28% mértékű villamosenergia-igény növekedéssel számolnak, mindenhol folytatódik a villamos energia mint nemesített energiahordozó felértékelődése. A számítások szerint a legtöbb ország annyi erőművi kapacitást tervez, hogy bármely időpillanatban képes legyen a fogyasztóit saját forrásokból ellátni, akár azon az áron is, hogy üzemben tartott fosszilis bázisú erőművek lépnek be gyakorta a termelésbe. A magyar energiastratégia ugyanakkor a számítások szerint ettől eltérő, mert ha a részletek mögé nézünk, nálunk forráshiány mutatkozik.
A magyar Nemzeti Energia- és Klímaterv (NEKT) ugyanis azzal számol 2030-ra, hogy a Paksi Atomerőmű mostani blokkjai még üzemben lesznek, és a Paks 2 új egységei is elindulnak eddigre (ez összesen 4400 MW nukleáris kapacitást jelentene 2030-ban a magyar rendszerben). Ennek ellenére 2030-ban az igények egy kis része (0,03%-a) nem fedezhető magyar erőművekből. Ez nem nagy érték, de a helyzet sokkal rosszabb 2040-ben, amikorra a hatályos Energiastratégia szerint leállna a Paksi Atomerőmű ma működő 4 blokkja.
A NEKT ún. „PV központú” erőművi portfolióját alapul véve a magyar villamosenergia-rendszerben 2040-ben 12 000 MW naperőmű, 300 MW szélerőmű, 2 000 MW földgáz tüzelésű erőmű, 50 MW vízerőmű, 1 150 MW biomassza tüzelésű- és 150 MW hulladék tüzelésű erőmű, valamint a Paks 2 VVER-1200-as blokkjainak 2 400 MW-os kapacitását feltételeztük a szimulációkban. A NEKT saját prognózisát felhasználva azzal számoltunk, hogy a villamosenergia-csúcsigény 2030-ben 9 000 MW, míg 2040-ben 10 300 MW lehet (a jelenlegi érték 7 300 MW).
A számítások szerint 2040-ben még a Paks 2 egységek működése mellett is rengeteg olyan rendszerállapot adódik, amikor a – hatalmas, 12 000 MW tervezett magyar naperőművi kapacitás ellenére – a hazai igények hazai forrásból nem kielégíthetőek. Összességében a 2040-es magyar igények (kb. 66 TWh) 13,4%-a hazai erőművekből nem kiszolgálható a nagy felbontású szimulációk tanúsága szerint. Azt mondhatnánk, hogy ez nem gond, hiszen a hiányzó mennyiség importból majd fedezhető lesz, de ezzel a fajta gondolkodással a vizsgált 19 európai ország között egyedül maradunk, mert egyetlen más olyan országot sem találtunk, amelyik ennyire forráshiányosra tervezte volna a saját villamosenergia-rendszerét. Majd minden ország legalább annyi beépített erőművi kapacitást tervez, amivel a saját igényei az év 8760 órájában folyamatosan kielégíthetőek.
A nagy határkeresztező kapacitások, és az európai villamosenergia-rendszer fejlesztése mellett is minden ország beépít annyi hagyományos és/vagy időjárásfüggő megújuló bázisú erőművet a rendszerébe, hogy a saját igényeit ezekből kielégíthesse (akár még magas szén-dioxid kibocsátás árán is). A magyar energiastratégia viszont nem ilyen, a 2040-re tervezett magyar erőművek nem képesek kielégíteni a magyar igényeket. Hangsúlyoznom szükséges, hogy amit itt írok, az nem vélemény, hanem egy numerikus szimuláció eredménye.
Ez a helyzet a mostani válságos és vezetékesenergia-import kockázatokkal terhelt időszakban extra magas szintre emeli a magyar villamosenergia-szolgáltatás ellátásbiztonsági kockázatait. De nem ez az egyetlen problémánk. Az egyik közös európai célkitűzés, hogy 2030-tól szeretnénk a villamos energia 90 %-át karbonsemleges módon előállítani. Ennek a célkitűzésnek a megvalósíthatóságát is vizsgáltuk mind a 19 országra. A lenti ábrán látható szimulációs eredményeink szerint 2030-ban Magyarország megközelítheti a 90 %-os karbonsemleges részarányt, de ha 2040-re leállnak a Paks 1 blokkjai, akkor jóval 80% alá kerül a magyar érték, nem tudjuk teljesíteni a 90 %-os karbonsemleges áramtermelési célt. Tulajdonképpen Franciaország, Szlovákia, Szlovénia és Ukrajna (akik a megújuló energiaforrások mellett nagy arányban terveznek atomenergiát is hasznosítani) lesznek csak azok az országok, amelyek ténylegesen el tudják érni 2030-ra a 90%-os karbonsemleges részarányt az áramtermelésben, és ezt 2040-ben is meg tudják tartani.
Mi lehet a szimulációkkal feltárt probléma megoldása? Valójában a magyar rendszerben további, olyan karbonsemleges források létesítésére lenne szükség, amelyek az időjárástól függetlenül képesek villamos energiát termelni. Bár az Európai Bizottság a napokban megjelent REPowerEU elnevezésű programjában az energiahatékonyság növelését és a megújuló energiahordozók alkalmazásának még gyorsabb felfuttatását javasolja, de ez Magyarország nehézségeit aligha oldja meg, mert ez a nap- és szélenergia időjárásfüggésből származó problémáit nem orvosolja, az energiahatékonyság növelése pedig nyilván fontos, de a kapacitáshiányt nem fogja kompenzálni. A 2040-re adódó magas, hazai forrásból ki nem szolgálható villamos energia mellett további kihívást fog jelenteni, ha az Oroszországtól való függetlenedés jegyében a földgázt ki kell vezetni a villamosenergia-termelésből.
A megoldást én további nukleáris kapacitások létesítésében látom. A napokban készítettünk egy újabb szimulációt, amiben azt feltételeztük, hogy az a 2 000 MW gázerőművi kapacitás, amit a NEKT 2040-re feltételez a magyar rendszerben, nem áll majd rendelkezésre a földgázimport korlátozottsága miatt. Helyette a szimulációban feltételeztük, hogy egy – Pakstól eltérő magyarországi telephelyen – két további atomerőművi blokk épülne, egyenként 1 600 MW termelőkapacitással.
Ha kiindulunk a hatályos magyar energiastratégia fent már idézett „PV központú” forgatókönyvéből (ez a referencia szcenárió, amiben 2 000 MW földgáz bázisú termelőkapacitás is található), akkor 2040-ben a hazai igényekből mintegy 9 TWh villamos energia nem szolgálható ki hazai forrásokból, és földgáz bázison kb. 13 TWh villamos energia kerül megtermelésre.
Ha a Paks 2 blokkok 2 400 MW összes kapacitása mellé a 2040. évre még további 3 200 MW nukleáris termelőkapacitást is létesítenénk hazánkban, akkor azzal karbonsemleges módon teljes egészében ki tudnánk váltani az orosz földgázt. Érdekes, hogy az éves mérleg szintjén az ország gyakorlatilag önellátóvá válna ezen a módon és a karbonsemleges villamos energia részaránya 90% fölé kerülne, így az ellátásbiztonsági és a klímavédelmi szempontok szerint is sokkal kedvezőbb helyzetbe kerülnénk.
Megjegyzendő, hogy a magyar rendszer még így sem lenne teljesen „önjáró”, mert a villamosenergia-csúcsigények számos rendszerállapotban nagyobbra adódnak, mint amit a hazai erőművek az adott órában képesek lefedni, de ennek a mértéke jelentősen kedvezőbb az összességében 5 600 MW nukleáris kapacitással számoló forgatókönyvben, és mintegy 3,5 TWh éves villamosenergia-mennyiség hazai tárolásával (pl. szivattyús tározós vízerőmű rendszerbe illesztésével) az ország elláthatónak tűnik.
A számítások szerint az atomerőművi blokkok éves kihasználási tényezője 90% körülire adódik, így akár a teljes 5 600 MW magas kihasználása biztosítható. A mostani helyzetben megemelkedő villamosenergia-piaci árak magas bevételeket biztosítanak az erőműveknek, így ezeknek a projekteknek kedvező megtérülési mutatói lehetnek. A korszerű 3. generációs technológiák a Taxonómia rendelet szerint is megfelelőek, így a fenntarthatósági szempontokat figyelembe véve is finanszírozhatóak.
Összességében az a véleményem, hogy a klímavédelmi intézkedések és a járvány utáni kilábalás adta nehézségek közepette sem hiányzott az orosz-ukrán konfliktus, ami csak fokozta az energetikára nehezedő nyomást és a kihívásaink komplexitását. A jelen helyzetben a korábban készített energiastratégiák újragondolásra szorulnak, ezért az újratervezés elengedhetetlen.
Most szembesülünk azzal igazán, hogy mekkora hiba volt az a nyugat-európai zöld politika, ami módszeresen és rendszeresen üldözte az atomenergiát, és aminek következtében a nukleáris ipari kompetenciák és erőmű létesítési kapacitások jelentősen lecsökkentek Európában. Minden korábbinál nagyobb szükség lenne most az európai atomerőmű építési képességek felfejlesztésére. A nagyerőmű építések mellett a kis moduláris reaktorok (SMR-ek) is komoly felpezsdülést hozhatnak az iparba. Románia éppen a napokban állapodott meg az USA-val egy 6 modulból álló NuScale típusú SMR atomerőmű építéséről egy volt román szénerőmű telephelyén. Hasonló fejlesztések vannak előkészítés alatt az USA-ban, Kanadában, de az Egyesült Királyságban is. Közép-Európában Csehország, Lengyelország, Szlovákia, Szlovénia is a nukleáris kapacitások fejlesztését tervezi. Franciaország nagyléptékű új atomerőmű építési programot hirdetett nemrégiben. A holland és belga nukleáris politika is pozitív változás küszöbön áll, mindkét országban üzemidő hosszabbítási programot hirdettek, Hollandia pedig két új reaktor építését is tervezi.
A meglévő reaktorok kiégett üzemanyaga formájában hatalmas energiahordozó készletek vannak az Európai Unió területén, amit negyedik generációs reaktorokban ki lehet használni a jövőben, más energiahordozók importja helyett. Ehhez ilyen negyedik generációs reaktorokat kell fejleszteni és építeni.
Azt is fel kell ismerni, hogy a megújulók önmagukban nem fogják megoldani a komplex problémáinkat, főleg nem az időjárásfüggő megújulók. A zöld hidrogén és a hidrogéntárolás egy fontos új kiegészítő technológia, de nincsen vele érdemi villamos ipari tapasztalatunk, így ma nem hihetjük, hogy a hidrogén az egyetlen és tökéletes végső megoldás az energiatárolási kérdések rendezésére.
Észre kell venni, hogy Oroszország Ukrajna ellen indított háborúja teljesen új peremfeltételeket teremtett az európai energia- és biztonságpolitikának. Újratervezés szükséges!
Köszönetnyilvánítás: A fent bemutatott számítások elvégzésében Biró Bence volt a segítségemre. Köszönet érte!
Aszódi Attila a BME Nukleáris Technikai Intézetének egyetemi tanára, a 2003-as áprilisi paksi üzemzavart követően 2004 júniusáig Paksra kiküldött miniszteri biztosként tevékenykedett, a fukushimai balesetet követően pedig az Európai Bizottság szakértőjeként vett részt az európai atomerőművek Célzott Biztonsági Felülvizsgálatában. 1999-től 2014-ig (1 év megszakítással) a BME Oktatóreaktor vezetője. 2004-2014 között Intézetünk igazgatója volt, a termohidraulika és reaktorbiztonság kutatási területek gondozója. Gyakran fejti ki szakmai véleményét energetikai, energiapolitikai kérdésekben. Oktatási tevékenységén túl nyilvános előadásokkal, média-megjelenésekkel küzd egy fenntartható energiarendszer kialakításáért és az atomenergia lakossági elfogadottságáért. Három gyermek, két lány és egy fiú édesapja, kevés szabadidejében szívesen fotózik.
[1] https://doi.org/10.1016/j.ecmx.2021.100136
