Table of Contents
A német kormánypolitika egyértelmű üzenete az orosz-ukrán háború kezdete óta a létező összes csatornán: minden molekula gázt meg kell takarítani, amit csak lehet. Az energia, azon belül a földgáz lett a német közbeszéd első számú kérdése, ami mentén minden más témát mérnek. Az augusztusi nagy ijedtséget követően az ősszel már egyre megnyugtatóbb hírek érkeztek maximális tárolói töltöttségekről és messze az elmúlt évek átlaga alatti fogyasztásról. A német tárolói mennyiségek alakulása és a villamosenergia-termelési, -kereskedelmi statisztikák azonban november közepétől mostanáig nagyon más képet festenek: Németország még soha nem használt ennyi gázt villamosenergia-termelésre. Ez komoly aggodalomra ad okot – és a német politika jelenleg nem tud mást tenni, mint idegesen figyelni az időjárás-jelentést és a francia atomerőművek javításának előrehaladását (illetve annak hiányát).
Ha röviden és egyetlen grafikonban szeretnénk összefoglalni a problémát, az az alábbi lenne:
A szaggatott fekete vonal mutatja 2010. és 2021. között az átlagos, földgáz-alapú villamosenergia-termelés 7 napos középértékét az adott időszakban, a szürke sáv a minimumot és a maximumot. A zöld vonal pedig a 2022-es évet.
Amint jól látható,
2022. november közepétől a gáz alapú villamosenergia-termelés robbanásszerűen emelkedett, 2022. december közepére kétszerese a sokéves átlagnak, és több, mint 25%-kal meghaladja a valaha volt legmagasabb értékeket.
A szeptemberi kiugrás idején korábbi cikkünkben már elemeztük a probléma lehetséges okait, amelyek a többlet-termelést szükségessé tették. A mostani kiugrás azonban közel kétszeresen haladja meg az akkori értékeket.
Hogyan lehetséges ez, hogyan engedheti meg a német vezetés, hogy az amúgy is szűkös és rendkívül drága földgázt ekkora mennyiségben égessék?
Az adatok azt mutatják, hogy nincs más választásuk.
Több olyan körülmény és hatás erősíti ugyanis jelenleg egymást, amelyekkel szemben
jelenleg nem tudnak mást tenni, mint az egyetlen rendelkezésre álló, jól szabályozható villamosenergia-forrásra támaszkodni: a földgáz üzemű erőművekre.
Vegyük sorra a körülményeket és a fő hatásokat:
1. Az „Energiewende” és a „Dunkelflaute”
Az „Energiewende”– azaz a teljes német energetika átállítása megújuló forrásokra – a lehető leginkább sérülékeny fázisában van. A kiépített, hatalmas megújuló energia termelő kapacitások ugyanis túlnyomórészt szélerőművek és fotovillamos erőművek. Azonban a nap- és a szélenergia-alapú villamosenergia-termelés nem csak évszakok és napszakok, hanem időjárás szerint is jelentősen ingadozik.
Az egyes országok energiarendszerei ezt az ingadozást nagyrészt a hagyományos erőművek segítségével egyenlítik ki. Vannak alaperőművek, amelyek nagy teljesítményen dolgoznak, de lassan szabályozhatók fel és le (ilyenek például az atom- vagy a szénerőművek), valamint vannak a lényegesen gyorsabban szabályozható erőművek (amelyek legjobb példája a gázerőmű). Egy gázerőmű a szénerőműhöz képest gyorsan beindítható, teljesítménye jól szabályozható. Ha jön pl. egy felhőfront, azaz visszaesik a napelemes termelés, akkor indítás után gyorsan termelésbe állítható. Ha jön egy szeles nap, és a szélerőművek masszívan termelnek, akkor viszont leállíthatók. Ami gond, hogy a gázerőművekhez egy dolog biztosan nélkülözhetetlenl: földgáz.
Önmagában az a szó, hogy „ingadozás”, nem adja vissza, hogy mi is történik jelenleg a német villamosenergia-termelésben. Ehhez egy másik német fogalmat kell bevezetni: ez a „Dunkelflaute”. A szó a szélcsend („Windflaute”) és a sötétség („Dunkelheit”) szavak összetétele, és azt írja le, amikor egyszerre van tartósan felhős idő és szélcsend, vagy nagyon alacsony szélsebesség.
Ez a jelenség Észak-Európában rendszeresen előfordul. Oka egy magas nyomású légköri rendszer, amely egyszerre okoz gyenge légmozgást és szinte teljesen zárt felhőzetet. A jelenség tipikusan október és február között szokott előfordulni, egy télen többször is. (Bár a jelenségnek van lassan terjedő magyar megnevezése – a „sötétszélcsend” –, de annak többlet-jelentéstartalma miatt a továbbiakban is az eredeti német formában használjuk.)
A „Dunkelflaute” a jelentős megújuló energiatermelésre alapozó villamosenergia-rendszerek számára hatalmas kihívás, hiszen akár a teljes rendszer területén töredékére csökkenhet a termelés. Erre a kockázatra korábban például a német gazdasági és klímaügyi minisztérium által támogatott „Forschungsnetzwerke Energie” is rámutatott.
A veszély valós voltát a német időjárás és az attól jelentős mértékben függő villamosenergia-termelés a lehető legrosszabb pillanatban szemlélteti.
A 2022. november 7. és november 14. közötti német villamosenergia termelési adatok jól illusztrálják, hogy milyen termelésre képesek főként a szél- és a naperőművek (még ilyen, a napenergia-alapú termelés számára kedvezőtlen időszakban is): 25 GW onshore és 5 GW offshore szél-, 20 GW napenergia-alapú termelés a csúcs-időszakokban. Ezek mellett mindössze 8 GW földgáz-alapú termeléssel kényelmesen kiegyenlített volt a német villamosenergia-rendszer, az exporttal együtt is.
Az ábrán a sötétzöld az offshore szélenergia, világoszöld az onshore, citromságra a napenergia, és narancssárga a földgáz-alapú termelés. A fekete a feketekőszén, barna a barnakőszén, zöld a biomassza, piros pedig az atomerőművi termelés.
Összehasonlítva ezzel a 2022. december 12. és december 18. közötti adatokat, egészen más a kép:
A földgáz alapú villamosenergia termelés szembetűnően emelkedett, az időjárásfüggő megújulók termelése pedig töredékére csökkent.
Még szemléletesebb az ábra, ha az egyes termelési módokat százalékos arányuk szerint ábrázoljuk:
(Sötétszürke: atomenergia, sötétkék: földgáz alapú, fekete: szén, zöld: biomassza, sárga: nap, világoskék: szél)
A november 11-i, 40,4%-os szél és 5,8%-os napenergia részarány mellett a gázerőművek 7,9%-os arányt képviseltek. Ugyanezek az adatok december 15-én: szél 10,3%, napenergia 1,4%, földgáz 25%.
Mindeközben a szénerőműveket is csúcsra járatták: a november közepi 28% helyett mostanra már a német villamosenergia-termelés 48%-át adják.
A tendencia egyértelmű.
Az időjárásfüggő megújulókat nem véletlenül hívják így: kedvezőtlen időjárás esetén sokkal kevesebbet termelnek, és a különbséget ki kell egyenlíteni.
Bár ez egy könnyen belátható igazság, mégis a gyakorlatban ma is képes meglepetéseket okozni. Könnyen lehet, hogy a jövőben ennek az illusztrálására a 2021. és 2022. év november-decemberi német villamosenergia-termelés adatainak különbségét használják majd az egyetemi tankönyvekben:
Kivonva egymásból a 2021-es és 2022-es adatokat, a különbséget ábrázoló grafikon egyértelműen megmutatja: amennyivel csökkent az időjárásfüggő energiaforrások termelése az előző évhez képest, annyival kellett növelni a fosszilis alapon villamosenergiát előállító erőművek (és benne a földgáz-erőművek) termelését.
A villamosenergia-rendszer keresleti és kínálati oldalának minden pillanatban egyensúlyban kell lennie. Ha a keresleti oldal nem eléggé rugalmas, akkor a kínálati oldalt kell növelni. Ha ez nem sikerül, akkor a szabályozó hatóságoknak kell közbelépni.
Ahogy korábbi cikkünkben bemutattuk, az ENTSO-E jelentésében már kiemelte a tél kockázatait, különös tekintettel a francia atomerőművek problémáira (ezekről még később), valamint a szén-alapú villamosenergia termelés nehézségeire, a szén világpiaci szűkösségére. A német termelési struktúra átalakulása, a feketekőszén és barnakőszén erőművek csúcsra járatása sajnálatosan alátámasztja és jól illusztrálja az ENTSO-E által felmutatott kockázatokat.
Az időjárásfüggő termeléssel kapcsolatos, fent bemutatott fejlemények rávilágítanak arra is, hogy milyen felelőtlen és rövidlátó volt a német politikában az atomerőművek üzemben tartásával kapcsolatos ideológiai vita. A három, üzemelő erőmű nélkül még ingatagabb lenne a hálózat, még sokkal több gázt kellene égetni (ha egyáltalán rendelkezésre állna elegendő erőművi kapacitás).
Amikor a német kancellárnak hatalmi szóval kellett utasítania a saját gazdasági miniszterét, hogy a valaha volt legszűkösebb energetikai helyzetben ne állítsa le a legstabilabb villamosenergia-termelési módot, akkor komolyan meg kell kérdezni:
vajon egységnyi ideológiával
mennyi villamosenergiát lehet termelni?
Az áramszünetek lehetőségére, ahogy arról beszámoltunk, még az Európai Bizottság is idejekorán figyelmeztetett, azonban ez sem volt elegendő ahhoz, hogy a német politikában egységes álláspont alakuljon ki az atomerőművek (legalább időleges) további üzemeltetéséről.
2. A francia atomerőművek helyzete, a továbbra is folyamatban lévő javítások
Amint arról már ötrészes sorozatban beszámoltunk, a francia atomerőmű-flotta fennállásának legnagyobb krízisével küzd. A kezdetben még kisebb karbantartási problémának tűnő korrozív repedések egyes csövek hegesztésein mostanra igazi rémálommá váltak az üzemeltető francia EDF, az ENTSO-E rendszer, a francia és a német kormányzat számára is.
Az aktuális információkat cikksorozatunk 5. része tartalmazza, ebből csak röviden idézve:
„A december 13., 10 órai állapot szerint
a 61,4 GW-os beépített teljesítményhez képest
19,8 GW termelő kapacitás van üzemen kívül.
Tehát a termelés csaknem 1/3-a.
Ez bő 9,2 db „paksnyi” kapacitás!”
(A cikksorozat korábbi részei itt, itt, itt és itt olvashatók)
Az üzemelő és leállított blokkok külön térképen követhetők, és sajnos az üzemelő blokkok aránya nem nő gyorsan:
A német Energiewende egyik ki nem mondott alapvetése az, hogy amikor éppen nincs elegendő megújuló energia a rendszerben, akkor támaszkodhatnak a francia atomenergia-termelésre. A francia reaktorok nem csak a francia, de a német hálózat számára is mindenkor megingathatatlan alapot képeztek – egészen addig, amíg 2021. végére el nem kezdett terebélyesedni az atomerőművi blokk-hibák miatti botrány, majd az egyre növekvő pánik.
A helyzet jól szemléltethető ez a 2020. decemberi német villamosenergia export-import adatok és a 2022. decemberi export-import adatok összevetésével. A grafikonokon piros színnel szerepel a Franciaországból jövő (pozitív) vagy Franciaországba menő (negatív) villamosenergia-mennyiség.
A 2020. decemberi adatok egyértelmű francia export-túlsúlyt mutatnak:
A 2022. decemberi adatok viszont ennek a fordítottját mutatják: minden nap a német energiarendszer „segítette ki” a francia rendszert, jelentős villamosenergia-mennyiséggel.
Visszagondolva a korábban bemutatott német termelési adatokra – és arra, hogy a „Dunkelflaute” miatt nem volt elegendő megújuló energia – ezek a mennyiségek csak hagyományos erőművi forrásokból érkezhetnek. A német hálózatból a francia hálózatba szállított energia forrása nem lehet más, csak fosszilis – és azon belül is jelentős részben földgáz – alapú.
Mindaddig tehát, amíg az EDF erőfeszítései nem vezetnek eredményre, és nem sikerül legalább a leállított reaktorok többségét újra termelésbe vonni, Franciaország állandó villamosenergia-importra szorul. Ez nem csak Németországból érkezik, hanem Spanyolországból, Nagy-Britanniából és Belgiumból is.
Azonban a francia termelési hiány pótlásának legnagyobb terhét a német erőműveknek kell felvállalniuk.
Mindezzel együtt is könnyen lehetséges, hogy Franciaország regionális áramkimaradásokkal kell, hogy számoljon, ha az időjárás kifejezetten hidegre fordul.
További fontos szempont, hogy a német exportban bár domináns a francia irány, de meglepően nagy mennyiségű a villamosenergia-kivitel Lengyelországba és Svájcba is. Lengyelország helyzete szintén kiélezett: alacsony gáz-tartalékai miatt(mindössze az éves szükséglet 15%-át tudja tárolni) és atomerőművek hiányában sérülékeny, a világpiacon főként korlátosan elérhető és drága szénre alapozza villamosenergia-ellátását, ráadásul Ukrajna esetleges ellátásában is kulcsszerepet kellene játszania.
3. Hideg időjárás
A német szövetségi kormány tervei szerint a hőszivattyús fűtés kulcsfontosságú az ország kitörésében a gáz-függőségéből. A 2021-ben telepített 154.000 db helyett 2024-től évi legalább 500.000 db új rendszer telepítését tervezik, hogy a fűtési energia 65%-át megújuló forrásokból fedezzék.
A figyelmes olvasó már láthatja is a problémát: mi történik akkor, ha a Dunkelflaute miatt éppen nincs megújuló forrásból termelt villamosenergia? Akkor
hagyományos energiaforrásból termelt villamosenergiából kell fedezni
a hőszivattyúk villamosenergia-igényét is.
A hőszivattyúk hatékonysága miatt az erre használt villamosenergia jól hasznosul: a piacon általános COP4-es hatékonyságú berendezések minden 1 kW villamos energiából 4 kW fűtőteljesítményt állítanak elő. Súlyosbítják azonban a helyzetet azok a hagyományos, ellenállásos fűtőszálakkal üzemelő fűtőtestek, amelyekből a gázkrízis hírére sok százezer darabot vásárolt a német lakosság: ezek ugyanis 1 kW villamosenergiából 1 kW hőenergiát állítanak elő, tehát a hősugárzók négyszer annyit fogyasztanak, mint a drága és nehezen beszerelhető, de hatékony hőszivattyúk.
A hideg pedig, némi késéssel ugyan, de megérkezett Németországba.
A német szövetségi energiaügynökség (Bundesnetzagentur) által közzétett grafikon szerint a 46. hétig a hőmérséklet az elmúlt hároméves átlag felett volt, azonban mostanra jelentősen (2,7-3,2 C°-kal) a hároméves átlag alatt van, és a tendencia továbbra is negatív.
Amennyiben így maradna a hőmérséklet, az a Bundesnetzagentur számításai szerint 18%-kal növelné a fűtési energiafelhasználást, ennyivel növelve a fűtéshez szükséges villamosenergia-mennyiséget is.
A 2,7-3,2 C°-kal alacsonyabb hőmérséklet nem tűnhet jelentősnek, azonban tovább súlyosbítja a „Dunkelflaute” következtében amúgy is kritikus helyzetet (Németország egyes részein az éjszakai hőmérséklet elérheti a -10 C°-ot is). Az alacsonyabb hőmérséklet miatt ugyanis nem csak a villamosenergia termelést kell növelni, hanem (értelemszerűen) a teljes primer energia felhasználást is. Az alacsonyabb hőmérséklet több fűtési igényt eredményez, ami lényegesen gyorsabban üríti a gáztárolókat. A Bundesnetzagentur forgatókönyve szerint egy, a korábbi évek átlagánál 2,7-3,2 C°-kal alacsonyabb hőmérséklet 44 TWh plusz földgáz felhasználását eredményezné, ami a jelenleg betárolt német földgáz több, mint 20%-a. Egy ilyen forgatókönyv semmivé tehetné Németország eddigi megtakarítási erőfeszítéseit, és komoly gondot okozhatna az éppen csak most kezdődő télen. .
+ 1: A csökkenő gáz-import veszélye
A német szövetségi kormány valóban jelentős sikert ért el akkor, amikor csordultig töltötte a német gáztárolókat. A 100%-os töltöttség azonban sajnos nem az egyetlen szempont, amit figyelembe kell venni. A teljes német gázimport ugyanis a 2021-es évhez viszonyítva 27%-kal esett vissza január és szeptember között.
A német gázimport alapjait Oroszország, Norvégia, Hollandia és Belgium képezték 2022. elején (ebben a sorrendben). Oroszország 2022. június közepétől lépcsőzetesen csökkentette, majd beszüntette a földgáz szállítást Németország felé, így szeptember elejétől a behozatalt a többi irányból kellett pótolni. A teljes orosz szállítási mennyiség pótlását azonban nem tudják megoldani. A különbség szembeötlő:
A német import összessége (narancssárga) egyértelműen visszaesik, ahogy az orosz szállítások (szürke) csökkennek.
Mindeközben Belgium is komoly gondokkal küzd. Gáztárolói jelenleg napi 1,7%-os ütemben ürülnek, így tartalékai már két hónapra sem elegendőek, azaz behozatalra fog szorulni.
A német gázellátás stabilizálásáért az energia-megtakarításon túl egy további lehetőséggel is élt a német kormány: igyekezett visszafogni az exportot. A Németország (pontosabban: a német vállalkozások, kiemelten az Uniper) által beszerzett földgáz jelentős része ugyanis nem német kazánokban ég el: Csehország, Lengyelország, Ausztria és más országok is jelentős gáz mennyiséget vásárolnak Németországból. Ezek az eladások azonban szinte ugyanolyan módon estek vissza, ahogy az orosz beszerzési források elapadtak:
Ez a német gázellátás szempontjából részben megoldás, de az eddig Németországon keresztül gázt vásárló országok számára legkevésbé sem az, sőt. Ezen országoknak valahonnan be kell szerezniük a gázt, miközben a csökkenés nem csak Németországot érinti, hanem az egész Európai Uniót és Nagy-Britanniát is:
A fenti ábrán az EU és Nagy-Britannia együttes gáz behozatala látszik. Az Északi Áramlat I. leállítását követően a behozott gáz mennyisége jelentősen lecsökkent, és mindeddig nem sikerült azt teljes mértékben pótolni. A különbözet kiegyenlítésére minden követ megmozgató EU jelenleg elsősorban az LNG technológiára helyezi a hangsúlyt, azonban évekbe telik, hogy termelő országok megteremtsék a szükséges kínálatot, míg a fogadó országok a szükséges infrastruktúrát.
Összefoglaló
Jelenleg az európai villamosenergia-rendszer késélen táncol, minden korábbinál jobban kiszolgáltatva az időjárásnak és az előre kiszámíthatatlan véletleneknek.
A korábbi cikkeinkben vázolt német blackout veszély, a fent is hivatkozott francia blackout-veszély továbbra is fennáll. További kockázat egy esetleges sarkvidéki hideg légörvény (polar vortex) betörés. De hasonló kihívás lehet az is, ha Európa ki akarja segíteni a romokban heverő ukrán villamosenergia-rendszert.
A német kormány számára más rövid távú megoldás nem látszik, mint a fosszilis energia forrásokra támaszkodva próbálja áthidalni azokat az időszakokat, amikor a hatalmas termelési potenciállal rendelkező, de az időjárás kényének-kedvének kiszolgáltatott megújuló villamosenergia-termelés szinte áll.
Pontosabban: lenne még egy lehetőség, amit egyes német szakértők és ellenzéki politikusok már korábban szóba hoztak: elindítani a korábban leállított atomerőműveket. A kérdés természetesen sokkal bonyolultabb, mint hogy „bekapcsolni vagy nem bekapcsolni”, hiszen a biztonsági és fűtőanyag-ellátási problémák szinte eltörpülnek amellett, hogy honnan lehet gyorsan megfelelő képzettségű és tapasztalatokkal rendelkező szakembereket felvenni. Ahogy azonban fogynak a gáz-tartalékok, és mivel várhatóan nehéz lesz azokat 2023-ban újra feltölteni, ez az opció valószínűleg egyre többször kerül majd döntéshozók asztalára, a német Zöldek nem kis bánatára.
Bizonyos, hogy az elmúlt 2 hét tanulságait mind Németországnak, mind az ENTSO-E-nek le kell vonnia.
A tél még csak most kezdődik.
Izgalmas lesz.
