Héjjas István

Vélemény és vita

A nap ingyen süt, a szél ingyen fúj, csináljunk ezekből villanyáramot?

Érdemes azt is megvizsgálni, hogy ha egy atomerőművet hat azonos névleges teljesítményű napelemes erőművel szeretnénk kiváltani, akkor a beruházás során mennyi anyagot kellene abba beépíteni

A nap ingyen süt, a szél ingyen fúj, ezért a zöldek szerint atomerőmű helyett nap- vagy szélerőművekkel kellene villanyáramot termelni. Az ilyen zöldvillanyáram azonban háromszor annyiba kerül, mint az atomenergiával termelt áram, ezért a „versenyképessége” csupán a hatalmas állami támogatásnak köszönhető. A nukleáris energia árában az uránium-üzemanyag költsége csupán a teljes előállítási költség kis hányadát teszi ki, a nagyobb költség annak a technológiának a költsége, amelynek eredményeként az üzemanyagból villanyáram lesz.

A napsütés és a szél mint üzemanyag viszont valóban nulla forintba kerül, csakhogy ezekből sokkal nehezebb villanyáramot csinálni, ezért az ezekhez szükséges gyártási technológia sokkal költségesebb, mint az atomenergia esetében. Érdemes megvizsgálni, mi okozza a hatalmas többletköltséget.

Vegyük először a napenergiát. Egy atomerőmű kapacitásának kihasználtsága legalább 90 százalék. Egy naperőmű esetén azonban, a hazai napsütési adottságok mellett a kihasználtság mindössze 15 százalék. Ez azt jelenti, hogy ha leszerelünk egy atomerőművet, akkor annak áramtermelését hat azonos névleges teljesítményű naperőmű tudná csak biztosítani. Elvileg két lehetőség jöhet szóba.

Az egyik az, hogy megépítjük a hat naperőművet, és a napsütéses időszakokban a megtermelt áram el nem fogyasztott részét akkumulátorokban tároljuk. A másik lehetőség az, hogy minden egyes naperőmű mellé tartalékként üzembe helyezünk egy jól szabályozható stand-by erőművet, és amikor a naperőmű nem termel, ez termeli az áramot. Fontos hangsúlyozni, hogy az első megoldás műszaki okok miatt gyakorlatilag nem alkalmazható, mégis el kell játszani ezzel a lehetőséggel, hiszen éppen ez a megoldás a zöldaktivisták egyik kedvenc vesszőparipája.

Az elvi lehetőség vizsgálatánál két fontos segédeszközt vehetünk igénybe. Az egyik a józan paraszti ész, amely – bár manapság hiánycikknek számít – olykor mégis hozzáférhető. A másikat a szakirodalomból megtudható számszerű adatok képezik, amelyek alapján próbaszámításokat lehet végezni.

Tegyük fel, hogy az ország teljes villanyáram-fogyasztását napenergiával szeretnénk megoldani. A próbaszámítások szerint százezer hektár területen lehetne csak elhelyezni az ehhez szükséges napelemblokkokat. Mit is jelent a százezer hektár? Összehasonlításul vegyük a Velencei-tó melletti hétvégi telkeket. Egy-egy ilyen telek átlagos mérete ötszáz négyzetméter, vagyis 1/20 hektár.

Ez azt jelenti, hogy a százezer hektár kétmillió hétvégi telek területe. Ekkora területen kellene tehát áramot termelni, biztosítva a napelemek tisztán tartását és téli jégtelenítését hatalmas mennyiségű víz és mosószer felhasználásával. Sajnos a naperőmű üzemképes időtartama sokkal rövidebb a hagyományos erőművekhez képest, ezért az összes napelemet 15–20 év múlva le kell selejtezni, és akkor a nyakunkba szakad több millió tonna veszélyes elektronikus hulladék, amit valami módon ártalmatlanítani kell, és ez bizony nem csekély költség.

Érdemes azt is megvizsgálni, hogy ha egy atomerőművet hat azonos névleges teljesítményű napelemes erőművel szeretnénk kiváltani, akkor a beruházás során mennyi anyagot kellene abba beépíteni. A szakirodalomból származó becslések alapján a tonnában kifejezett átlagos anyagfelhasználás az atomerőműhöz képest hétszeres, ezen belül a vasé és acélé tizenhatszoros, a rézé pedig mintegy kétszázötvenszeres.

Mivel ilyen hatalmas mennyiségű fém kibányászása és feldolgozása hatalmas költséggel és hatalmas szén-dioxid-kibocsátással jár, ezért ha ezt is hozzáadjuk a „megtakarított” szén-dioxid-emisszióhoz, kiderül, hogy ez a megoldás nem is olyan nagyon zöld. Hátra marad annak vizsgálata, mekkora tartalékakkumulátor-kapacitást kellene kiépíteni, hogy az ország zavartalan áramellátása biztosítható legyen. A világon ma nagyjából egymilliárd gépkocsi üzemel. Ezek akkumulátorainak összes kapacitása hatszázmillió kilowattórára becsülhető.

Ha rendelkezésünkre állna ekkora tárolókapacitás, akkor abban mindössze az ország négynapos áramfogyasztása lenne tárolható. Így azután ez a fajta megoldás műszaki abszurdum, a zöldek legnagyobb bánatára szóba sem jöhet. Marad a másik megoldás, az hogy megduplázzuk az erőmű-kapacitást, és a naperőműveket kiegészítjük gázturbinás erőművekkel. Ez azt jelentené, hogy átlagosan a teljes üzemidő tizenöt százalékában a naperőmű termelné az áramot, a fennmaradó nyolcvanöt százalékban pedig egy gázerőmű. Ilyen esetben azonban a kettő együttes szén-dioxid-emissziója legalább ugyanannyi lenne, mintha egyáltalán meg sem építenénk a naperőművet, viszont sokkal drágább lenne.

Lássuk a másik lehetőséget, a szélerőművet. A helyzet itt sem sokkal vidámabb. Itt az átlagos kapacitáskihasználtság 20–25 százalék lehet, ezért hat helyett „mindössze” négy vagy öt azonos névleges teljesítményű szélerőmű helyettesíthetné a kiváltott atomerőművet. A tonnában kifejezhető anyagfelhasználás az atomerőműhöz képest tízszeresre becsülhető, ezen belül a vas- és acéligény huszonegyszeres, a rézigény tizenkétszeres lenne.

A hatalmas szélpark területigénye viszont „csupán”  ötvenezer hektár lenne, amelyen több ezer harminc–negyven emelet magasságú széltorony tetején helyezkednének el a három lapátos szélturbinák, csuklósautóbusz-méretű lapátokkal. A hatalmas szélpark üzemeltetése során számos üzemzavar léphet fel. Vihar esetén az orkánerejű szél és a villámcsapások megrongálhatják a szélturbinákat, télen pedig a lapátokra ráfagyott hó, jég és ónos eső okozhat gondot. Azt a kérdést is fel kell tenni, hogy ha hatalmas mennyiségű energiát vonunk ki a széljárásokból, akkor ez hogyan befolyásolja az időjárást, és ezen keresztül az érintett terület mikroklímáját.

Ha ugyanis lecsökken a szelek energiatartalma, le fog csökkenni az átlagos szélsebesség is. Gyakran hozzák fel példaként Németországot, ahol az atomerőművek leszerelése mellett olyan hatalmas szélturbina-kapacitást építettek ki, amelynek a névleges teljesítménye megfelel ötven Paks-I típusú atomerőműnek, és ennek ellenére is képesek biztosítani az áramellátást.

Németország azonban a gazdasági erőfölényének köszönhetően sajátos megoldást alkalmazhat. Amikor nem fúj a szél, a szomszédoktól importálhat áramot, amikor meg nagyon fúj, rásózza az áramfölösleget a szomszédokra, csináljanak vele amit akarnak. Ha az összes EU-tagállam ezt a példát próbálná követni, összeomlana az unió villamosenergia-ellátása.

Volt már hasonlóra példa a világháború után. Az idősek még emlékezhetnek az 1940-es és 50-es évekre, amikor váratlanul elaludt a villany, és csak találgatni lehetett, mikor lesz újra áram, egy óra múlva vagy talán csak egy hét múlva. Abban az időben minden háztartásban ott volt tartalékban a petróleumlámpa, a gyertya és a zseblámpa. Sőt, pár vödör víz is volt, mert áramszünet idején olykor víz sem jött a csapból. Hasonlóan nézhet majd ki az a szép új világ, amely akkor következhet be, ha tényleg megvalósul az EU „dekarbonizációs” programja.

(A szerző irányítástechnikai szakmérnök)

Kapcsolódó írásaink

Lóránt Károly

Lóránt Károly

Ötvenöt százalékos böszmeség

ĀAz Európai Parlament tagjai semmiért sem felelnek. Ezzel szemben a nemzetállami vezetőknek meg kell magyarázniuk a választóknak, miért növekszik a rezsiköltség

Vitéz Ferenc

Vitéz Ferenc

Szenvedély

ĀJoó. K. égő cigarettával a szájában ébredt. A füst irritálta, a kesernyés íz hányingert keltett benne. Pedig legalább nyolc éve nem dohányzott