A Paksi Atomerőmű közlései alapján ápr 11. és nyár vége (augusztus 28-e, cikkünk írása) között 28 olyan nap volt, amikor olyan teljesítménycsökkentés volt az atomerőműben, amelyet nem műszaki hiba vagy környezetvédelmi okokból, hanem valószínűsíthetően az egyre jelentősebb hazai megújulóenergia-termeléssel összefüggésben hajtottak végre. Összehasonlításul: 2023 hasonló időszakában még csak 10 ilyen nap volt az atomerőmű működésében, vagyis tavaly óta közel háromszorosára nőtt a számuk.
Az előbbi dátum jelentőségét az adja, hogy - amint azt Orbán Gábor, az MVM Partner Zrt. vezérigazgatója bejelentette a Portfolio Vállalati Energiamenedzsment konferenciáján - aznap először munkanapon terhelték vissza a Paksi Atomerőmű termelő blokkjait a menetrendezés során a napsütéses idő és az akkor már 6000 MW feletti, ma már a 7000 MW-ot közelítő naperőművi kapacitás miatt.
Az említett 28, nem csak a hétköznapokon megvalósult teljesítménycsökkentések között akadtak olyanok, amelyeket az erőmű saját döntése (menetrendesített leterhelés), valamint olyanok is, amelyeket a rendszerirányító Mavir utasítása alapján hajtottak végre. Az időszak egyébként nagyrészt lefedi a magyarországi naperőművek termelése szempontjából legerősebb hónapokat, amikor az átlagos kihasználtság jellemzően meghaladja a 20%-ot.
Rugalmasabb, mint sokan gondolják
Az atomerőműveket általában maximális névleges kapacitáson üzemeltetik, azonban műszakilag alkalmasak rugalmas működésre, a termelt energia mennyiségének módosítására is. Ez már csak azért is így van, mert a technológia tervezése során a mérnökök azzal is számoltak, hogy a villamosenergia-termelést az atomerőművek fogják dominálni. Így a reaktorok sokkal jobban képesek együttműködni a változó termelésű időjárásfüggő megújuló energiaforrásokkal, mint azt sokan gondolják.
Ez azzal együtt igaz, hogy az atomerőműveknek számos működési korlátjuk van, amelyek a reaktorok fizikájából fakadnak, és különböznek a szén- vagy gáztüzelésű erőművek műszaki korlátaitól. Például a nukleáris reaktor minimális stabil teljesítménye az üzemanyagciklus során változik, és a termelést nem lehet túl gyorsan fel- vagy lefékezni anélkül, hogy ne terhelné a nukleáris fűtőelem rudakat és magát a reaktort.
Az általános álláspont szerint a hagyományos, centralizált villamosenergia-rendszerben az a legelőnyösebb, ha az atomerőműveket folyamatosan nagy kapacitással üzemeltetik, hogy az így megvalósuló úgynevezett zsinóráram-termeléssel kielégíthessék a rendszer állandó alapterhelési igényeit. Ezt húzza alá az is, hogy az atomerőműveknek viszonylag alacsonyak az üzemeltetési költségeik, beruházási költségeik ezzel szemben magasak. Ha az atomerőművek rendszeresen csökkentik termelésüket, az mérsékli kihasználtságukat, ami egy szint alatt gazdaságtalanná teheti a magas beruházási költségű nukleáris blokkok működtetését.
Felértékelődő flexibilitás
Ugyanakkor a rugalmas működés napjainkban egyre jobban felértékelődik, mivel a sok kisebb-nagyobb időjárásfüggő megújuló erőművet nagy arányban integráló (decentralizált) villamosenergia-rendszereknek flexibilisebbnek kell lenniük a kereslet és a kínálat egyensúlyának mindenkori fenntartása érdekében. Mivel az ellátásnak minden pillanatban egyensúlyban kell lennie az áramigénnyel, a megújulók okozta ingadozást valamilyen módon kezelni szükséges. A termelés időszakos csökkentését nem csak az energiaigények és -ellátási viszonyok változása teheti szükségessé, de például a folyók mellé települt vízhűtéses erőművek (mint például a Paksi Atomerőmű) esetében ennek lehetnek környezetvédelmi okai is.
A villamosenergia-rendszeren belüli kereslet és kínálat kiegyensúlyozását jellemzően földgázerőművek termelésének növelésével és csökkentésével, illetve maguknak a nap- és szélerőműveknek a termeléscsökkentésével oldják meg a rendszerirányítók, és újabban az akkumulátoros energiatárolók szerepe is erősödik. Az időjárásfüggő kapacitás azonban olyan gyorsan és jelentős méretűre nőtt az elmúlt években, hogy már az egyébként tipikusan folyamatosan magas kihasználtsággal működő atomerőművek ilyen okokból történő leterhelése is rendszeres gyakorlattá kezd válni.
Ezt bizonyos szakértői vélemények nemkívánatosnak tartják elsősorban az említett gazdaságossági megfontolásokból, azzal együtt is, hogy az atomerőművek gyakran saját döntésük alapján, önként csökkentik termelésüket a magas megújulóenergia-termelési időszakokban, és jóval ritkábban a rendszerirányító utasítására. (Igaz, ennek oka részben lehet az is, hogy így kívánnak elébe menni utóbbinak.)
Az atomerőmű profitabilitását is javíthatja
Matematikai modelleket és szimulációkat alkalmazó kutatások igazolják ezt, az itthon is egyre többször alkalmazott gyakorlatot. Ezek szerint az atomerőművek rugalmas üzemeltetése lényegében win-win-win helyzetet eredményez minden érintettnek: csökkenti a villamosenergia-rendszer működési költségeit, ezáltal a fogyasztók kapcsolódó kiadásait, növeli a rendszer stabilitását és az atomerőművek bevételeit, mérsékli a megújulótermelés visszafogásának szükségességét, és elősegíti a szén-dioxid-kibocsátás visszafogását.
Az atomerőműveknek tehát nem kell folyamatosan maximális névleges teljesítményen termelniük az energiát, hanem a villamosenergia-rendszerből a digitalizációnak köszönhetően egyre inkább rendelkezésre álló közel valós idejű (például piaci ár- és frekvenciaszabályozási) adatokra reagálva úgy módosíthatják kibocsátásukat, hogy az megfeleljen a megújulóenergia-ellátásnak.
A nukleáris blokkok üzemeltetői például előre betervezhetik termelésük csökkentését azon időszakokra, amikor várhatóan több megújuló energia áll majd rendelkezésre a rendszerben, a ki nem aknázott kapacitást pedig értékes szabályozási tartalékként értékesíthetik a rendszerirányító részére, ha pedig váratlan események (műszaki hibák vagy a menetrendtől való eltérések) miatt a tervezettnél kevesebb villamos energia kerül a rendszerbe, gyorsan növelhetik termelésüket a rendszeregyensúly helyreállítása érdekében. Így a rugalmasság növelheti az atomerőművek profitablitását a villamosenergia-piaci bevételek növelésével és a változó működési és karbantartási költségek csökkentésével.
Világszerte egyre inkább bevett gyakorlat
Az atomerőművek rugalmassága javítja a szél- és napenergia integrációját is, amire napjainkban annál is inkább szükség van, mivel a hálózati kapacitások szűkösek, és az olyan egyéb, a rugalmasságot növelő eszközök, mint az akkumulátorok, illetve a fogyasztó oldali válasz megoldások ma még nem kellő volumenben állnak rendelkezésre. Így, a naperőművek és szélturbinák termelésének csökkentése, és a megtermelhető megújuló energiáról való lemondás helyett ésszerűbb az atomerőművet alacsonyabb teljesítménnyel üzemeltetni, és a lehető legtöbb olcsó és tiszta nap- és szélenergiát a rendszerbe engedni.
Azáltal, hogy a fosszilis források súlya csökkenhet a rendszerszabályozásban, az energiahordozó-import függőség is mérsékelhető, ami szintén lényeges szempont az ország energiaszuverenitásának növelése érdekében, különösen a gázkrízis, valamint az orosz-ukrán háború tapasztalatainak fényében.
A korábban alkalmazott villamosenergia-rendszer modellek nagyrészt rugalmatlan, kötelezően magas kihasználtsággal üzemeltetendő forrásként jelenítették meg a nukleáris egységeket. A flexibilis üzemeltetési stratégiák azonban ma már bevettnek számítanak az olyan nagy nukleárisenergia-termelő országokban, mint Franciaország vagy Dél-Korea, de az adatok alapján Magyarországon is egyre gyakoribb.
Címlapkép forrása: Portfolio
