Gyors terhelésváltó erőművek vs. nagy hatékonyságú erőművek
Íme egy aktuális példa a költségek és a CO2-kibocsátás növeléséről a jövedelmezőségi átmenet figyelmen kívül hagyásával.
Néhány évtizeddel ezelőtt még senki sem gondolta, hogy a nap- és szélenergia több villamos energiát tud szállítani, mint az összes kalorikus erőmű együttvéve. Tekintsünk vissza ebbe az időbe, hogy megértsük a történelmi összefüggéseket:
Vannak ezek a csúcserőművek; ezek főleg délben működnek. Gyorsan tudják változtatni a terhelést, így nem okoz gondot, hogy egy napos napon napenergiával helyettesítsék őket. A közepes terhelésű erőművek szintén nem jelentenek problémát. De lehet, hogy a jövőben annyi fotovoltaikus áramunk lesz, hogy még az alaperőműveket is le kell majd kapcsolni. De ezeknek az alapterhelésű erőműveknek túl lassú a csökkenésük ahhoz, hogy délig leálljanak, és túl lassú a növekedésük ahhoz, hogy napnyugtakor teljes teljesítményük legyen. Az alaperőművek tehát az energiaátállás ellenségei; túlterhelik a hálózatot! Valóban, ilyen kijelentéseket még 2025-ben is tettek magas rangú zöld politikusok Németországban. A következtetés: Minden új erőműnek a gyors terhelésváltást kell szolgálnia.
Ki ölte meg az elektromos autót a 20. század elején? Az ólom-sav akkumulátor. Az én Tesla Y-om ólomsavas akkumulátorokkal 20 kWh kapacitású és 100 km hatótávolságú lenne, 40 kW csúcsteljesítménnyel, és az akkumulátort 6000 km-enként kellene cserélni. Nem vicc, fájdalmas tapasztalat az első elektromos robogó tesztemnél, 2006 és 2009 között (1).
Ugyanez vonatkozik a hálózati méretű akkumulátorokkal kapcsolatos gondolatokra is. A fotovoltaikus és szélenergia változásainak kezelésére született meg tehát a gyorsan változó erőmű eszménye.
Ez volt a történelmi kontextus körülbelül 3 évtizeddel ezelőtt. Megdöbbentő, hogy még mindig az energetikai átállás első szakaszában vagyunk. A megújuló nap- és szélenergia felhasználásának 3 fázisa van:
- Véletlenszerűen süt a nap vagy fúj a szél, és csökkentjük a kalóriát termelő erőművek teljesítményét.
- 24 áram, stabil ellátás egy nap alatt; az akkumulátorok lehetővé teszik a nap, a szél és a kalorikus erőművek együttműködését.
- 24×365 áram, stabil ellátás az év minden napjára, és a kalorikus erőművek fosszilis tüzelőanyagát az X-re szállított áram váltja fel.
Az első fázisban az az elképzelés, hogy amikor süt a nap vagy fúj a szél, csökkentjük a kalóriát termelő erőművek teljesítményét. A másik irányban, hogy amint besötétedik vagy szélcsend lesz, növeljük a kalóriaerőművek teljesítményét. Ekkor született meg az a kívánság, hogy minden erőmű képes legyen gyors terhelésváltoztatásra.
Ennek a módszernek van egy korlátja: nem lehet több erőművet kikapcsolni, mint amennyi éppen fut. E korlát miatt, valamint azért, mert az emberek nem voltak hajlandóak előre gondolkodni, Németországban évekig 70 GW-ot jelöltek meg a fotovoltaika bővítési céljaként. Arra sem gondoltak, hogy a megújuló energiának a véletlenszerűségből 24 villamosenergiává kell fejlődnie. Miért? A lítium akkumulátorok ekkor még túl drágák voltak ehhez a feladathoz, és nem voltak meggyőződve arról, hogy ez megváltozhat. Mindezt annak ellenére, hogy a feltörekvő iparágakban az árcsökkenéssel kapcsolatos tapasztalatokkal már találkoztunk.
A 24-electricity a megújuló energiaforrások és a kalorikus erőművek együttműködése. Van egy időjárás- és kereslet-előrejelzés: a következő napon a termelést 80%-ban megújuló és 20%-ban kalorikus erőművekre osztjuk. Ha 10 kalorikus erőmű van, akkor csak 2 működjön a legnagyobb hatásfokkal. A napközbeni fotovoltaikus és szélenergia összes eltérő hozamát az akkumulátorok ellapozzák. Meglepetés, megszűnik az erőművek gyors terhelésváltásainak igénye. Az akkumulátorok olyan lassú terhelésváltást tesznek lehetővé, amit még a leglassabban változó alaperőmű is követni tud.
Nézzük meg a Németországban épülő új erőművek jelenlegi helyzetét.
10%-kal kevesebb CAPEX 10%-kal kevesebb földgázt kell elégetni, ami máris hatalmas különbség a hatékonyságra optimalizált akkumulátoros változat esetében. De a múltban gondolkodva továbbra is gyors terhelésváltó erőművekről beszélnek.
|