Aszódi Attila: Megtörténhet-e Magyarországon a spanyol-portugál blackout?

Ez itt az on the other hand, a portfolio vélemény rovata.

Ez itt az on the other hand, a portfolio vélemény rovata. A cikkek a szerzők véleményét tükrözik, amelyek nem feltétlenül esnek egybe a Portfolio szerkesztőségének álláspontjával. Ha hozzászólna a témához, küldje el cikkét a velemeny@portfolio.hu címre. A megjelent cikkek itt olvashatók.

Bevezető megfontolások

Sok helyen megjelent ugyanis a sajtóban is, hogy idén húsvét hétfőn napközben rekord alacsony volt a magyar villamosenergia-rendszerben az áramigény. Ennek több oka is volt:

1. A négynapos hétvége során nagyon sok munkahelyen teljes leállás van, sokan mennek szabadságra. Termelőüzemek is felfüggesztik tevékenységüket, így nyilván alacsonyabb az ipari villamosenergia-igény, mint egy szokásos hétvégén. (A hétvége már eleve alacsonyabb terhelésű szokott lenni a munkaszünet miatt, de ehhez most még hozzáadódott a hosszú hétvége hatása.)
2. Az április időjárása Magyarországon nagyon kedvező energetikai szempontból (is). Fűteni már nem kell, hűteni még nem kell, tehát hőigény csak a használati melegvíz előállításához merül fel (ez pedig sok helyen eleve nem villamos energia, hanem földgáz alapú). A nappalok hosszúak, szívesen vagyunk a szabadban, és kevesebbet világítunk bent a lakásban.
3. A jelen cikk szempontjából leglényegesebb aspektus, amiben ráadásul évről évre változás következik be, hogy egyre több háztartási méretű kiserőmű (rövidítve HMKE, köznapi néven háztetőre szerelt napelem) működik hazánkban. Jelenleg több, mint 2700 MW beépített kapacitás van a háztetőre szerelt napelemekben Magyarországon. Ez nyilván örvendetes abból a szempontból, hogy közel 300.000 magyar háztartás invesztált ilyen rendszerekbe, ők zömükben átgondolták otthonuk energetikáját, talán energiatudatosabban élnek is emiatt, mint annak előtte.

Ugyanakkor a HMKE naperőművek több szempontból is jelentős kihívás elé állítják a jelenlegi magyar villamosenergia-rendszert:

1. Történelmileg úgy alakult Magyarországon, hogy a háztartási naperőművek központilag nincsen közvetlenül mérve. A magyar hálózati rendszerirányító gyakorlatilag semmit nem tud ezeknek a berendezéseknek az aktuális állapotáról, termeléséről. Úgyis szoktuk ezt mondani, hogy kínai szervereken, a kínai invertergyártóknál többet tudnak a magyar HMKE-k aktuális termeléséről, mint a magyar villamosenergia-rendszerben. Ez addig nyilván nem volt gond, amíg ezek az 5-10 kW-os teljesítményű rendszerek kis számban voltak jelen, de most, hogy összesen 2700 MW ilyen kapacitás van az országban, meglehetősen kellemetlen, hogy központi adatbázisban nem jön össze az aktuális termelésük.
2. A HMKE napelemek által megtermelt energia elviekben az adott háztartásban kerülne felhasználásra, de nem tipikus, hogy egy – mondjuk éves szaldóban lévő háztartás – az adott pillanatban megtermelt áram az adott pillanatban abban a háztartásban felhasználásra is tud kerülni, mert a napelemek csúcsteljesítménye sokkal nagyobb, mint a háztartás csúcsigénye, és a termelés-felhasználás időbeli lefutása is teljesen eltérő. A legtöbb ilyen házi napelemes rendszert úgy méretezték, hogy egy év alatt az adott háztartás teljes villamosenergia-igényét (vagy annál egy kicsivel többet) termeljenek meg. De mivel a napelemek csak jó időben, és akkor is csak napközben termelnek, ezért valójában napközben többet termelnek, mint az adott időszakban szükséges, és a termelésüknek megfelelő mennyiségű – de más forrásból származó villamos energiát – a háztartás később, este, éjszaka, hajnalban, illetve mondjuk az őszi-téli időszakban használja fel, amikor a napenergia egyáltalán nem áll rendelkezésre. Ez azt jelenti, hogy egy éves szaldóban a háztartás igényeire méretezett napelemes rendszer a termelési állapotok zömében (amikor tényleg termel a háztetőn lévő napelem) valójában sokkal többet termel, mint amennyi áramot az adott háztartás éppen igényel. Tipikus ökölszabály lehet, hogy ha az egyidejűséget is figyelembe vesszük, akkor egy háztartás éves szaldóra méretezett napelemes rendszere által megtermelt villamos energia 25-30%-a kerül felhasználásra ténylegesen az adott háztartásban, a maradék 70-75% kimegy a háztartásból és máshol, tipikusan még ugyanabban a fogyasztási körzetben, de más fogyasztók által kerül felhasználásra. (A hálózat nem tárolja ezt a villamos energiát, a villamosenergia-rendszer nem tároló!!!)

Miért lényeges mindez? Mivel a HKME termelés valójában nincsen központilag mérve ma Magyarországon, ezért ebben a pillanatban a több, mint 2700 MW HMKE termelőkapacitás zöméről nem tudjuk, hogy valójában hogyan működik, csak azt látjuk, hogy virtuálisan lecsökkentik a fogyasztást, „behorpasztják” a fogyasztási görbét. És nem csak az adott háztartás fogyasztási görbéjét torzítják, hanem még jópár továbbiét is, hiszen a megtermelt, de az adott háztartásban fel nem használt villamos energia a környéken egy másik háztartásban felhasználásra kerül, ezzel csökkentve az átviteli hálózaton keresztül a nagy erőművekből érkező – központilag is mért – áram mennyiségét.

Az áprilisi speciális, kiélezett rendszerállapotok

Tehát ahogy fentebb már tárgyaltuk, az áprilisi időszakok különlegesek abból a szempontból, hogy ilyenkor sem fűtési, sem hűtési (légkondicionálási) hőigény nincsen, ez mérsékli a villamosenergia-fogyasztást. A húsvéti ünnepek alatt sok üzlet, ipari üzem, szolgáltató egység és iroda bezár, így a munkához kötődő villamosenergia-igény húsvétkor még alacsonyabb, mint munkanapokon.

Ez a helyzet nagyon kiélezi a speciális rendszerállapotokat.

Ennek következményeit tárgyaljuk a következő négy ábra segítségével. Először vizsgáljunk meg az 1. ábrát, amelyen 2021, 2023, 2024 és 2025 évekre, egy-egy április közepi péntekre mutatjuk a hazai villamosenergia-fogyasztás teljesítmény-igényét (folytonos görbék), valamint megadjuk (szaggatott vonallal) ugyanezen napokra a hazai ipari fotovoltaikus erőművek betáplálási teljesítményét. (A 2022. év azért hiányzik a görbék közül, mert az orosz-ukrán háború kitörésekor a piacok teljesen felfordultak, ami jelentősen befolyásolta a villamosenergia-fogyasztási menetrendeket is abban az évben.) A görbéket érdemes fekete-kék-zöld-piros sorrendben szemügyre venni.

A folytonos görbék, tehát az április közepi pénteki napok rendszerterhelési görbéi jól mutatják, hogy 2024-2025 időszakára jelentősen, majdnem 2000 MW-tal csökkent a napközbeni áramigény hazákban, miközben a hajnali-reggeli és az esti-éjszakai görbékben alig van eltérés a négy vizsgált év között. Ez bár elsőre meglepő lehet, de annak tulajdonítható, hogy a háztartási méretű kiserőművek (ezek 2024 vizsgált időszakában 2362 MW, 2025 vizsgált időszakában pedig 2733 MW teljesítménnyel voltak a magyar rendszerben) napközben közel 2000 MW betáplálást biztosítottak, ami az adott háztartásban és a fogyasztói körzetében került felhasználásra, így virtuálisan ennyivel csökkent a fogyasztói igény, de ez valójában csak a hagyományos erőművek, a mért ipari naperőművek és az import által biztosítandó teljesítmény csökkenését jelentette, igazi fogyasztáscsökkenés nem látszana, ha ismernénk és ábrázolni tudnánk a háztetőre szerelt naperőművek tényleges termelését.

Szintén érdemes szemügyre venni ugyanezen ábra szaggatott vonalait: ezek azt mutatják, hogy az ipari erőművek beépített kapacitásának növekedésével milyen jelentős betáplálás jelentkezik ezekből a nagy naperőművekből az adott nap órái során. Nyilvánvaló, hogy ez a betáplálás csak napközben lehetséges, amikor süt a nap, és ez a betáplálás napközben sem egyenletes, kisebb ingadozások mellett közel haranggörbét követ, csúcsértéke 10 óra és 14 óra között figyelhető meg.

Az idei nagypéntek előtti péntek

Aki követi az energetika híreit, tudhatja, hogy hazánk sok évtizede nettó villamos energia importőr, 25-35% közötti hosszú évtizedek óta az import éves aránya az ellátásban. De az import is változó teljesítménnyel történik, sőt, sokszor óráról órára változik, hogy importálunk vagy exportálunk. A 2. ábra 2025. április 11-ére (a nagypéntek előtti hét péntekére) mutatja a nettó import-export szaldót, negyedórás felbontásban.

Megjegyzés: azért lényeges az export-import nettó értéke (szaldója), mert hazánk nagyon jól kapcsolódik a szomszédos országok távvezetéki rendszeréhez, és ez az összeköttetés-rendszer sokszor tranzitra is szolgál, tehát hazánkon nagyon sok esetben halad át nagy mennyiségű villamos energia. Ezt az export-import szaldó számításával kiküszöböltük, az átmenő forgalom nem torzítja a 2. ábrát.

Jól látszik, hogy 2025. április 11-én (egy pénteki munkanapon) hajnalban és délelőtt, illetve este és éjszaka, amikor a napelemek nem termeltek, az ország 1500-2000 MW teljesítménnyel importált áramot, a napelemes termelés felfutásakor viszont a nettó import pozíció export pozícióba fordult. A görbék területéből könnyen megállapítható, hogy ezen a napon is hazánk összességében nettó áramimportőr volt.

A híres-nevezetes idei húsvét hétfő

Hogy a villamosenergia-rendszer szempontjából mennyivel sérülékenyebb volt a helyzet húsvét hétfőn, ezt szemlélteti a következő két ábra. A 3. ábrán jól látható, hogy a fogyasztási görbe eleve 1000-1500 MW-tal lentebb futott húsvét hétfőn, összehasonlítva a nagypéntek előtti péntekkel. Ezt a kisebb teljesítményről induló terhelési görbét is torzította 2024-ben és 2025-ben a háztetőre szerelt napelemek termelése, így idén ezen a napon délután 13 és 14 óra között a terhelési görbe 2500 MW-ig csökkent. Ez találkozott az ipari naperőművek növekvő termelésével, így 2025.04.21-én, húsvét napján 9:45-kor meghaladta a hazai naperőművek termelése a rendszerigényt és ez az állapot egészen 15:45-ig fenn is maradt. (A 3. ábrán figyeljük meg azt a két pontot, ahol a zöld szaggatott vonal elmetszi a zöld folytonos vonalat.)

Ez tehát azt jelenti, hogy idén húsvét hétfőn Magyarországon a napenergia (HMKE és ipari naperőművek) hazai termelése jelentősen meghaladta a villamosenergia-rendszer teljes igényét, így már a napenergia egy részét önmagában is exportálni kellett ahhoz, hogy a rendszer egyensúlyát fenn lehessen tartani.

A 4. ábra mutatja, hogy az export mekkora volt idén húsvét hétfőn: a reggeli 500 MW import után 7:15-től exportba fordult a nettó határmetszéki áramlás, és az exportpozíció egészen este 18 óráig fennmaradt. Az exportunk 10 és 16 óra között 3000 MW fölött maradt. Ebben az időszakban a napon belüli kereskedésben többször volt negatív az ár, a legnagyobb abszolút értékű napon belüli negatív ár -167,8 EUR/MWh volt.

A villamosenergia-rendszerben mutatkozó problémák, és a spanyol rendszerüzemzavar magyar tanulságai

Miért érdekes és miért problémás a magyar villamosenergia-rendszerben tapasztalható, fent leírt helyzet? Több okból is:

32. Ahogy a május elsején a Portfolio-n megjelent cikkemben említettem, az április 28-i spanyol rendszerösszeomlás idején Spanyolországban az üzemzavar kezdete előtt 32.368 MW összes termelés mellett közel 19.340 MW naperőművi betáplálás volt, ami ott kb. 60% napenergia részaránynak felelt meg. Nálunk ez az arány ennél sokkal nagyobb volt húsvét hétfőn! 13:00-kor 2469 MW rendszerterhelés mellett az ipari naperőművek 3040 MW-ot termeltek. És valójában még figyelembe kellene venni a HMKE termelést is, de ahhoz nincsen adatunk, így most ezt hanyagoljuk el. 3040 MW ipari PV termelés a 2469 MW rendszerigény 123%-a! Tehát a 60%-os spanyol napenergia arány duplája volt a magyar rendszer napenergia kitettségi aránya húsvét hétfőn. Ez alapján a magyar villamosenergia-rendszer még sérülékenyebb is a napenergia szempontjából, mint a spanyol. Annyi szerencsénk van, hogy a szomszédos országokkal való összeköttetéseink sokkal több segítségre adnak lehetőséget, mint ami az Ibériai-félsziget esetében rendelkezésre áll. Ugyanakkor ezeken a határmetszékeken sokkal több helyről is szivároghat be zavarás (tranziens) a rendszerbe, ezért ez többlet kockázatot is jelent.
33. Jelen helyzetben, azokon a napokon, amikor süt a nap, a magyar rendszerben a napenergia mellett nem marad vagy alig marad hely más erőműveknek. Mondhatnánk erre, hogy ez nem probléma, hiszen „a nap ingyen süt”, de ez nem a teljes igazság, mert ahogy a spanyol-portugál üzemzavar esetében láttuk, alapvető probléma lehetett ott, hogy a magas napenergia beépített kapacitás olyan rendszert eredményezett, amelyben nincsen elég inercia (tehetetlenség, forgó tömeg), ami a szabályozás és a rendszer stabilitása szempontjából óriási technikai problémát okoz.
34. Napközben ugyan termelnek a naperőművek, de késődélutántól a termelésük drasztikusan esik, majd megszűnik. Ugyanakkor ebben az időszakban is kell villamos energia, sőt, az esti csúcsban kell csak igazán. Nem lehet úgy működtetni egy stabil villamosenergia-rendszert, hogy az atomerőművi blokkokat és más konvencionális egységeket a napsütötte napokon napközben leállítjuk, és azután estétől reggelig üzemeltetjük őket, mert ezek a rendszerek ilyen módon nem tudnak működni. Idén húsvét hétfőn a napenergia mellett hazánkban a Paksi Atomerőmű, biomassza és gáztüzelésű blokkok is üzemben voltak.
35. Már a mostani beépített kapacitás adatok mellett is az a helyzet, hogy amikor sok naperőmű termel, alacsony vagy éppen negatív az áramár, azután ugyanazon a napon az esti órákban extrém magas árak lépnek fel.

A teendők itthon

A fent bemutatott, ábrákkal alátámasztott rendszerállapotok egy speciális időszakra vonatkoznak, de mégis felhívják a figyelmet a rendszert terhelő problémákra. Egyértelműen felmerül kérdésként, hogy miért építünk be a magyar villamosenergia-rendszerbe még további naperőműveket, ha azok azt a teljesítménycsúcsot növelik, amikor negatív áras időszakban vagyunk kénytelenek exportálni (mi fizetünk azért, hogy vegye át valaki az áramot), míg aztán este extrém magas áron importálunk (amire szintén ráfizetünk)?

Nagyon jó, hogy mind a lakosság, mind az ipar sokkal energiatudatosabb, mint néhány éve, de ezt a tudatosságot és befektetési kedvet arra kellene használni, hogy szabályozható, flexibilis kapacitások épüljenek be a rendszerbe. Olyan kapacitások kellenek, amelyek akkor is működnek, ha nem süt a nap, és adnak inerciát is, szabályozási lehetőséget is a rendszerben. Hogy milyen technológiák jöhetnek szóba, arra – terjedelmi okokból – egy másik írásban tudok kitérni.

Azt is lényegesnek tartom, hogy flexibilis kapacitások létesítése mellett szükség lenne valójában a lakossági árrendszer finomhangolására is. Ösztönözni kellene, hogy a napközbeni negatív áras termelési csúcsokban megtermelt villanyt itthon fel lehessen használni.

A villamosenergia-rendszer és a költségvetés helyzete a nyári időszakban csak romlani fog, ha a légkondicionálókat akkor fogja működtetni az egyetemes szolgáltatás előnyeit élvező, fix áras szerződésben áramot vásárló lakossági fogyasztó, amikor este a piacon extrém magas az ár. A lakást napközben is le lehetne hűteni, és este hűtött lakásba érkezve már nem kellene növelni az áramigényt. Egy olyan villamosenergia-rendszerben, mint a jelenlegi hazai, az elektromos és plug-in hibrid autók töltését nem szabad estére hagyni, még akkor sem, ha az adott háztartás az éves szaldóelszámolásban van, mert az a rendszerszintű költségeket és hálózati stabilitási kockázatokat jelentősen növelni fogja. A háztartásokban a mosást, mosogatást a napközbeni időszakokra lenne szükséges időzíteni (ha erre alkalmas a mosógép, mosogatógép). Ehhez természetesen olyan tarifarendszer, vagy legalább egy olyan bónusz rendszer kell, ami a fogyasztókat az ilyen tudatos felhasználásra ösztönzi.

A teendők az összes európai országban

A spanyol üzemzavar fontos tanulsága, hogy bár ritkák a nagy területre kiterjedő hálózati zavarok Európában, azok nem kizárhatóak. Sőt, a volatilis, időjárásfüggő megújuló források terjedésével a rendszer hajlamosabb lehet a problémás rendszerállapotokra. Tudjuk, hogy számos nagyfeszültségű távvezeték-építés, hálózatfejlesztés elmaradt vagy késedelmet szenved a lakossági támogatás hiánya vagy egyéb okok folytán nyugat-európai országokban. A villamosenergia-rendszer fejlesztése elkerülhetetlen, ha tovább folytatódik a dekarbonizáció, ami az energiahordozó-szerkezetben és a rendszerjellemzőkben jelentős változásokat eredményez. A hálózatfejlesztés során kiemelt figyelmet kell fordítani a hálózati elemek monitorozási és távfelügyeleti lehetőségeinek fejlesztésére is.

Szükség lenne az európai országok villamosenergia-rendszerének stressztesztjére. Ki kell derüljön, hogy azok a sérülékenységi tényezők, amelyek a spanyol-portugál üzemzavarhoz számottevően járultak hozzá, mennyiben vannak jelen más országok rendszerében.

Portugáliában teljes rendszerleállás volt, de a spanyol hálózat jelentős része is leállt. Kulcskérdés, hogy a „teljes sötétségből” hogyan lehet a rendszert újraéleszteni. Ez nyilván minden országban le van írva a rendszerüzemeltetők és a nagy erőművek üzemviteli dokumentumaiban, de hogy a korábbi tervek ténylegesen működnek-e éles helyzetben, az már egy másik kérdés. Emiatt elengedhetetlen, hogy a hagyományos erőművek, benne az atomerőművek black start képessége ellenőrzésre kerüljön. Ezt is részévé kell tenni egy az európai országokra kiterjedő stressztesztnek, hogy ha bekövetkezik más országban is hasonló üzemzavar, ebből a nagyon kedvezőtlen, a lakosságnak és a gazdaságnak is nagy kárt okozó rendszerállapotból a lehető leggyorsabban vissza lehessen térni a normalitásba.

Az ábrák adatainak forrása a MAVIR nyilvános adatbázisa volt, de az ábrák saját ábrázolásban készültek. Az ábrák elkészítésében Biró Bence kollégám volt a segítségemre.

A címlapkép illusztráció. Címlapkép forrása: Getty Images