|
SZÉLENERGIA │ NAPENERGIA |
SZÉLENERGIA
1. Mennyi a szélenergia aránya jelenleg Magyarországon?
A szélenergia villamosenergia-termelésünk körülbelül 1%-át teszi ki, miközben akár jóval 50% feletti részarány is elérhető volna.
A villamosenergia-termelésben a szélerőművek hazánkban jelentéktelen szerepet töltenek be. A nem egészen 330 MW-nyi szélerőmű éves termelése villamosenergia-termelésünk körülbelül 1%-át teszi ki. Ennek kapcsán tévedés azt gondolni, hogy ennél lényegesen magasabb részarány a szél “kiszámíthatatlan” rendelkezésre állása miatt problémákat okozna az energiaellátásban, hiszen a dániai adatok azt igazolják, hogy akár jóval 50% feletti részarány is elérhető (miközben a dán háztartások a legjobb minőségű, legmegbízhatóbb villamosenergia-szolgáltatást kapják európai összevetésben).
A magas részarány elérésének egyik magyarázata éppen abban áll, hogy a szél sem kiszámíthatatlan erősséggel fúj, ami annak köszönhető, hogy napjainkban a meteorológia egyik leggyorsabban fejlődő területe éppen az energetikai előrejelzések világa. Ugyanakkor számos más eszköz is szükséges a magas szélenergia-részarány eléréshez, amelyek közül a különféle energiatermelési technológiák összehangolása (energy mix optimisation), az energiaszektor különféle elemeinek összekapcsolása (sector coupling), az energiafogyasztás időbeli befolyásolása (demand side management), a villamosenergia-kereskedelem és legutolsósorban az energiatárolás sokszínű eszközrendszere emelhető ki.
Egy friss összehasonlító elemzés szerint a jelenlegi szélerőmű-kapacitást 30-szorosára volna szükséges növelni, és ennek a Kárpát-medence szélklímája bizonyosan nem szab határt. [1]
2. Mennyi a szélenergia aránya a régió országaiban?
2023-ban a térségben a villamosenergia-termelésben a szélenergia hányada 0% és 14% között változott.
A szomszédos országok két nagy csoportra oszthatók. Az országok egyik felében – ide tartozik Szlovénia, Szlovákia, Csehország és Magyarország – a szélerőművek telepítését akadályozták. Ezekben az országokban csak néhány turbina működik, így nyilván a részarány is jelentéktelen, 0-1% közötti a villamosenergia-termelésben. Az országok másik csoportja nem hagyja veszendőbe menni ezt az egyik legolcsóbban kiaknázható, az energetikai szuverenitást támogató erőforrást, így jelentősebb összteljesítményt értek el: Ausztria 3885 MW, Románia 3100 MW, Horvátország 1256 MW. Érdekes, hogy ezekben az országokban a tavalyi évben egyöntetűen 14%-os részaránnyal jelentek meg a szélerőművek a villamosenergia-termelésben. [2] Ukrajnában a szélerőművek összteljesítménye már az orosz háborús agresszió előtt elérte az 1700 MW-ot, amit a háború ellenére folyamatosan bővítenek. Kiderült ugyanis, hogy az így decentralizálódó villamosenergia-termelés lényegesen nehezebb katonai célpontot jelent, ezáltal a szélturbinák kiemelt szerepet töltenek be a lakosság jobb, biztonságosabb áramellátásában.
Érdemes arra is kitérni, hogy az alacsony szélenergia-részarányú országokban nem a kedvezőtlen szélklíma a szerény szélturbina-teljesítmény magyarázata, hiszen például a szlovákiai 3,14 MW-nyi, illetve a szlovéniai 1,9 MW-nyi szélturbina az Európában átlagosnak tekinthető kihasználtsággal termeli a villamos energiát, így megfelelő területek kiválasztása esetén akár ezekben az országokban is több százszoros vagy akár több ezerszeres kapacitás bővítés is gazdaságos lenne. [3]
3. Elég szél van Magyarországon a szélerőművekhez?
Hazánkban kifejezetten jelentős a szélenergia-potenciál, különösen abban a 150-200 méteres magasságban, ahol a mai, korszerű szélturbinák dolgoznak.
Az eddigi üzemeltetési tapasztalatok alapján a hazai adatok meglepően jók, hiszen a szélturbinák kihasználtságának (kapacitásfaktorának) 2011-2018 közötti időszakra kalkulált átlagértéke nálunk 23,3%, míg az EU átlagértéke csak 22,1%, a Németországban működő szélturbináké pedig csak 19,2%. A meglepően jó eredmény magyarázata az lehet, hogy Magyarországon a szélerőműveket olyan helyekre telepítették, ahol a szélklíma kifejezetten kedvező. Másfelől azért is érdekes a jó hazai eredmény, mert a magyarországi gépparkot már meglehetősen régi, műszakilag elavult szélturbinák alkotják. [4]
Lényeges adalék, hogy a szélerőművek 150-200 méteres magasságban dolgoznak, tehát nem szerencsés messzemenő következtetéseket levonni a felszínen mérhető szélsebességekből. Hazánkban a legkedvezőbb szélklímájú területek az észak-dunántúli megyék. Ugyanakkor az átlagos szélsebesség hazánk legnagyobb részén már 150 m-es magasságban is meghaladja a 6 m/s-os értéket, amit a szélturbinák gazdaságos működtetésének elméleti küszöbértékeként szokás emlegetni. Ezek alapján tehát az ország szinte teljes területén gazdaságosan működtethetők a nagy méretű, MW-os léptékű szélturbinák. (Ami a kisebb, háztartási méretű szélturbinákat illeti, ezek csak néhány, kivételes helyszínen, például dombtetőkön képesek megfelelő mennyiségű villamos energia termelésére [5]).
A szélturbinák pontos helyének kijelölésénél ma már nem a szélsebesség a legfontosabb limitáló tényező, hanem több tucat más szempontot kell gondosan mérlegelni, egyebek mellett a természetvédelmi szempontokat, a beépített területekhez való közelséget, a villamos hálózatra való csatlakozás lehetőségét, a társadalmi elfogadottságot. A WWF Magyarország széleskörű szakmai egyeztetéssel összeállította az Alapelvek a megújuló energiaforrások (nap- és szélenergia) magyarországi könnyített térségeinek kijelöléshez című dokumentumot, amelyben részletesen kifejtjük, milyen komplex módon kell megközelíteni a témát és milyen fontos a térbeli energiatervezés.
4. Hogyan dolgozik a szélturbina szélcsendben?
A szélerőművek teljes szélcsendben nem termelnek villamos energiát. Ám a szélcsend megtévesztő lehet, hiszen a földfelszínen mérhető vagy tapasztalható alacsony szélsebességhez képest nagyobb magasságban – ahol a szélerőművek dolgoznak – lényegesen nagyobb szélsebesség jellemző.
A szélerőművek 2-4 m/s-os (7-14 km/h) szélsebességnél kezdenek villamos energiát termelni – viszont ilyenkor még csak szerény teljesítménnyel. A szélsebesség növekedésével általában exponenciálisan nő a kimenő teljesítmény. A turbinák általában 15 m/s-nál (kb. 50-55 km/h) érik el a névleges teljesítményüket (ami a napjainkban üzembe helyezett berendezéseknél átlagosan ~4,5 MW).
A hosszabb-rövidebb szélcsendes időszakok előfordulhatnak (akár még Dániában is, ahol az időjárásfüggő termelés már 63%-ot ért el 2024-ben), azonban egy megfelelően kialakított energiarendszert erre is felkészítenek, ezért a szélcsend a villamosenergia-ellátásban nem okoz fennakadást. Ehhez számos különféle eszköz együttes alkalmazására van szükség, így például a villamosenergia-termelésért felelős technológiák összehangolására (energy mix optimisation), a szektorok összekapcsolására (sector coupling), a fogyasztás időbeli befolyásolására (demand side management), a országok és régiók közötti villamosenergia-kereskedelemre és legutolsósorban az energiatárolás sokszínű eszközrendszerére. Fontos adalék, hogy az olyan helyzetek modellezésére, mint egy hosszabb szélcsendes időszak, ma már számos szoftver áll rendelkezésre. Ezek segítségével az energiatervezési szakemberek a lokális helyzetre a legjobb válaszokat tudják kidolgozni a villamosenergia-ellátás folyamatosságának biztosítása érdekében.
5. Mennyire károsítja a szélturbinák építése a helyi természetes élővilágot?
A szélerőművek azért népszerűek a környezet- és természetvédők körében, mert – megfelelő telephelyválasztás esetén – a teljes életciklusban (beleértve az építést, telepítést is), a legkisebb terhelést jelentik a természeti környezetünkre.
Maga a telepítési folyamat alig néhány hetet vesz igénybe és területigénye sem jelentős, így az okozott probléma nagysága sem számottevő. Ugyanakkor ebben az esetben is a teljes életciklust szükséges figyelembe venni, beleértve például az egyes alkatrészek gyártásával vagy az alapozáshoz szükséges cement előállításával járó környezetterhelést. Ez utóbbi kapcsán érdemes az anyagfelhasználás fajlagos mértékét egy másik energiatermelési technológiával összevetni. Paks II. atomerőmű esetében ~1 millió köbméter (~2,3 millió tonna) betonra [6] lesz szükség az építkezésnél (a fűtőanyagciklus többi létesítményét figyelmen kívül hagyva), ami a várhatóan megtermelt villamos energia mennyiségére vetítve 1,5-2,0 kg/MWh beton felhasználását jelenti. Ez mintegy háromszorosa annak, ami a korszerű szélerőművek esetében ugyanezen fajlagos mutató (kg/MWh beton) esetében számítható, a beton minőségére kapcsán megmutatkozó eltérésről már nem is beszélve. [7] Ha a teljes fűtőanyagciklust vesszük figyelembe (bánya, fűtőelemgyártás különféle lépései, hulladéklerakó létesítmények), az eltérés az atomerőművek rovására akár hatszoros is lehet.
A hatalmas különbséget tetézi, hogy az atomerőművekben felhasznált beton radioaktív hulladékká válik, így újrafeldolgozása már nem lehetséges, míg a szélturbinák betonalapja esetében a körforgásos gazdaságba való visszakapcsolódás ma már a mindennapos gyakorlat része. Mindez újabb igazolása annak, hogy a világ nem véletlenül mozdult el a megújuló energiaforrások, így például a szélenergia kiaknázása felé.
6. Van-e bármilyen hatása a szélenergiának az emberi egészségre?
Maga a villamosenergia-termelés elhanyagolható mértékű egészségi kockázatot jelent, amit a telepítés helyszínének megválasztásával ténylegesen minimalizálni lehet. A szélerőművek leginkább az alapanyagok kitermeléséhez és feldolgozásához kapcsolódóan jelenthetnek kockázatot.
A szélerőművek működésével kapcsolatosan számos tévképzet kering a nyilvánosságban azzal bezárólag, hogy a szélerőművek okozta infrahangok méhen belüli fejlődési rendellenességet, sőt, daganatos megbetegedést okoznak (utóbbi Donald Trump állításaként híresült el). [8] Valójában két egészségügyi kockázat merül fel, nevezetesen a hallható hangok problémája és a lapátok mozgása által okozott villódzás.
A hallható hangok kapcsán 300 méteres távolságot említ a szakirodalom, mint olyan biztonságos védőtávolságot, amelynél a zajhatás már nem zavaró. [9] Érdemes tudni, hogy az engedélyezési szabályok minden európai országban ennél nagyobb távolságot határoznak meg a lakott területekhez képest, így ez a probléma a gyakorlatban nem szokott fellépni. A villódzás, ami napkelte és napnyugta idején a hosszabb árnyékok miatt jelentkező hatás elsősorban az epilepsziás betegségben szenvedőket érinti érzékenyen, ám a szélturbinák telephelyének átgondolt megválasztásával ez a probléma is elkerülhető.
A szélenergia egészségre gyakorolt hatása sokkal inkább az életciklus első részéhez, az alapanyagok bányászatához és feldolgozásához kapcsolódik. Ebben a tárgykörben a sokféle anyag, kitermelési módszer és helyszín, valamint a számtalan feldolgozási technológia okán lehetetlen megfelelő és kellően tömör összefoglalót adni. Amit mégis érdemes leszögezni az az, hogy ezek a hatások leginkább a villamosenergia-igényünk kontrollálása révén és a már működő szélerőművek által megtermelt villamos energia mennyiségének maximalizálásával csökkenthetők (ez utóbbi megjegyzés arra a sajnálatos gyakorlatra vonatkozik, amikor az elavult villamosenergia-rendszer működtetési problémái miatt a szeles idő ellenére a jól termelő szélerőműveket lekapcsolják).
7. Mennyire veszélyesek a szélturbinák a madárvilágra?
A szélerőművek madárvilágra gyakorolt kedvezőtlen hatását elsősorban a telepítés helyszínének megválasztása révén lehet minimalizálni, de más eszközök is segítenek a probléma csökkentésében, így az okos kamerarendszerek alkalmazása vagy a lapátok színének megválasztása. Mindez napjainkban már annyira sikeres, hogy neves madárvédő szervezetek is vásároltak és működtetnek szélturbinákat.
A tudomány mai állása szerint, ha a különféle elavult villamosenergia-termelő technológiák, így a fosszilis tüzelésű erőművek vagy atomerőművek teljes életciklusával összevetésben nézzük, a szélerőművek jelentik a kisebb veszélyt a madárvilágra. [10] A szélturbinák negatív megítélése még abból az időszakból származik, amikor a szélerőművek telepítésénél ezt a szempontot nem vették figyelembe. Ugyanis az 1970-1980-as években a nagyobb szélerőműparkok egy részénél valóban megfigyelhető volt a madárvilágra gyakorolt kedvezőtlen hatás, ami főleg madárütközések formájában jelentkezett. Későbbi vizsgálatok ugyanakkor arra is felhívták a figyelmet, hogy ezek az esetek összefüggésbe hozhatók a környező területek mezőgazdasági tevékenységével, pontosabban a méreganyag-felhasználással, illetve a peszticidek bioakkumulációjával (azaz a rágcsálóírtó szerek ragadozó madarakban való felhalmozódásával).
A 20. században összegyűlt tapasztalatokat felhasználva az újabb szélerőműveknél a madárvilágot mint az egyik kiemelt szempontot veszik figyelembe az engedélyezési eljárásokban, így ezen problémát jelentős mértékben sikerült csökkenteni. Ma a szélerőművek bizonyos madárfajok számára inkább az élőhely kiszorító hatásuk miatt okozhatnak zavarást. Ezt a hatást enyhítendő az elmúlt 15-20 évben elterjedt gyakorlattá vált egyes élőhelyeken a szélturbinák előre tervezett leállítása a legérzékenyebb madárfajok párzási időszakában. A legutóbbi évek fejlesztései arra irányultak, hogy okoskamera rendszerek és mesterséges intelligencia alkalmazásával a közeledő madarakat észlelve, fajukat meghatározva, szükség esetén a szélerőművek működését automatikusan leállítsák arra az időszakra, amikor valóban veszélyt jelenthetnek a gyorsan mozgó lapátok. [11] Ugyancsak sikeresnek bizonyult az a nagyon egyszerű megoldás, hogy a három turbinalapát egyikét, vagy a torony alsó felét sötétre festik. [12] A vizsgálatok szerint ez hozzájárul ahhoz, hogy a madarak nappal a gépeket időben észrevegyék és az ütközést elkerüljék. A fentiekben felsorolt sikerek nyomán mára eljutottunk oda, hogy neves természet- és madárvédő szervezetek a szélenergia támogatóiként lépjenek fel [13] – ugyanakkor egyes konkrét esetekben, átgondolatlan projekteket továbbra is támadnak. [14]
8. Milyen hulladékgazdálkodási problémákat okoznak a szélturbinák?
A szélturbinák alkatrészeinek, főegységeinek 95 százaléka már a közelmúltban is újrafeldolgozható volt, az elmúlt évek kutatási eredményei alapján pedig kijelenthetjük, hogy a mindeddig kritikusnak tekintett lapátok problémája is megoldódni látszik. Ugyanakkor azt is lényeges kiemelni, hogy az anyagában történő újrafeldolgozás (recycling) mellett a jelenleginél sokkal nagyobb figyelmet kellene fordítanunk az annál lényegesen fenntarthatóbb újrahasználat (reuse) lehetőségeire.
Egy szélturbina tömegének 75%-át a vasbeton alapozás teszi ki, további 15% a torony, ami ugyancsak acél és/vagy beton alapanyagot jelent. Ezek újrafeldolgozása régóta mindennapos gyakorlat. A turbinánként számított 5-10 tonna réz és 3-5 tonna alumínium másodnyersanyagként történő hasznosítása sem ütközött komoly akadályokba.
A hulladékká vált alkatrészek feldolgozása terén mindeddig csak a lapátok esetében mutatkozott lemaradás, mert ezeknél szinte csak az energetikai hasznosítás (szabályozott körülmények közötti elégetés) kínálkozott valódi lehetőségként. Elsősorban a konkurens technológiák lobbistái látványos fotókat is közreadtak, amelyeken szélturbina-lapátokat temetnek el egy tolólapos munkagép segítségével. A lapátok a legutóbbi időkig valóban kihívást jelentettek a hulladékfeldolgozó ipar számára, ezért ezeket az alkatrészeket ún. monodepóniákban helyezték el, éppen ezt a folyamatot lehet látni a fotókon. Ám a monodepóniák kialakítása bevett gyakorlat, aminek éppen az a célja, hogy amikor majd a megfelelő technológia rendelkezésre áll, ezt a homogén módon tárolt másodnyersanyagot onnan könnyűszerrel ki lehessen termelni, hogy az ipari körforgásba minél egyszerűbben vissza lehessen juttatni.
A világ legnagyobb szélturbina-gyártójának 2023-as bejelentése szerint a szélturbina-lapátok okozta problémát sikerült megoldani, ugyanis minden napjainkban elterjedt lapáttípus újrafeldolgozására sikerült megfelelő módszert kifejleszteni. [15] Itt érdemes röviden kitérni arra, hogy minden energiatermelő technológiának vannak káros környezeti hatásai. A szélturbinák által okozott hulladékgazdálkodási kihívások, bár néhány alkotórészük kapcsán valósak, mindazonáltal eltörpülnek pl. az atomerőművek kiégett fűtőelemeinek megfelelő elhelyezéséhez képest. A tudomány mai állása szerint az elhasznált, erősen radioaktív kazetták tárolására egymillió éves időtávlatban kell tartós műszaki megoldást kidolgozni, megvalósítani és ennek rövid-, közép- és hosszú távon felmerülő költségeit egyaránt fedezni. [16] Könnyen belátható, hogy ezek a generációk ezrein(!) átívelő feladatok nem oldhatók meg egyetlen tolólapos munkagép bevetésével.
Források:
[1] Munkácsy B. et al. (2024): The Sufficiency-based, the De-growth, and the Official – Critical remarks of the electricity chapter of the Hungarian National Energy and Climate Plan based on a comparison to alternative scenarios
https://www.cell.com/heliyon/fulltext/S2405-8440(24)15894-X
[2] WindEurope (2024): Wind energy in Europe: 2023 Statistics and the outlook for 2024-2030
[3] Slovak association of sustainable energy (SAPI) (2021): Wind energy https://www.sapi.sk/en/wind-energy
International Renewable Energy Agency (IRENA) (évszám nélkül): Slovenia – Energy profile. https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Statistics/Statistical_Profiles/Europe/Slovenia_Europe_RE_SP.pdf
[4] Munkácsy B. (szerk.) (2020): Szélenergia a 21. században – és Magyarországon. https://energiaklub.hu/files/study/Energiaklub_Sz%C3%A9lenergia%20a%2021.%20sz%C3%A1zadban_2.pdf
[5] Weidinger T. et al.. (2011): A kis szélgenerátorok hazai alkalmazási lehetőségei. https://www.eu-solar.hu/blog/a-kis-szelgeneratorok-hazai-alkalmazasi-lehetosegei/
[6] Sarkadi Zs. (2022): Aszódi Attila: Leghamarabb a 2030-as évek elején fognak termelni az új paksi blokkok.
https://telex.hu/gazdasag/2022/08/26/aszodi-attila-paks-2-8-ev-epitkezes
[7] Tri, B. – Johnson, M. (2023): Laying the foundation for wind turbines now and in the future. https://www.windsystemsmag.com/laying-the-foundation-for-wind-turbines-now-and-in-the-future/
[8] McDonald, J. (2019): Trump’s Faulty Wind Power Claims.
https://www.factcheck.org/2019/04/trumps-faulty-wind-power-claims/
[9] U.S. Department of Energy (évszám nélkül): Wind Turbine Sound
https://windexchange.energy.gov/projects/sound
[10] Sovacool, B.K. (2011): The avian and wildlife costs of fossil fuels and nuclear power. https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/1943815X.2012.746993 vagy
[11] McClure, C. et al. (2021): Eagle fatalities are reduced by automated curtailment of wind turbines. https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/1365-2664.13831
[12] May, R. et al (2020): Paint it black: Efficacy of increased wind turbine rotor blade visibility to reduce avian fatalities.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ece3.6592
[13] Beament, E. (2016): RSPB’s bird-friendly wind turbine ‘will cut carbon emissions by 800 tons a year’. https://www.independent.co.uk/climate-change/news/rspb-birdfriendly-wind-turbine-will-cut-carbon-emissions-by-800-tons-a-year-a6902271.html
[14] RSPB (2018): Windfarms are all over the news, but can they be built all over our land and seas? https://community.rspb.org.uk/ourwork/b/climatechange/posts/windfarms-are-all-over-the-news-but-can-they-be-built-all-over-our-land-and-seas
[15] Vestas (2023): Vestas unveils circularity solution to end landfill for turbine blades. https://www.vestas.com/en/media/company-news/2023/vestas-unveils-circularity-solution-to-end-landfill-for-c3710818
[16] Kautzky, U. et al. (2016): The impact of low and intermediate-level radioactive waste on humans and the environment over the next one hundred thousand years. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0265931X15300370
Egyéb források:
Balogh Ádám (2021): Nincs racionális ok a magyar szélerőművek tiltására https://masfelfok.hu/2021/09/23/nincs-racionalis-ok-a-magyar-szeleromuvek-tiltasara-szelenergia-megujulo/
Connolly, D. et al. (2013): Smart Energy Systems – Holistic and Integrated Energy Systems for the era of 100% Renewable Energy. https://vbn.aau.dk/files/78422810/Smart_Energy_Systems_Aalborg_University.pdf
International Energy Agency Wind Technology Collaboration Programme (2022): Wind Energy in Denmark https://iea-wind.org/about-iea-wind-tcp/members/denmark/
State of the Green (2024): Another record-breaking year for solar and wind power in Denmark https://stateofgreen.com/en/news/another-record-breaking-year-for-solar-and-wind-power-in-denmark/
State of Green (2024): Denmark tops global ranking in energy systems security, equity, and sustainability https://stateofgreen.com/en/news/denmark-tops-global-ranking-in-energy-systems-security-equity-and-sustainability/
NAPENERGIA
1. Miért van szükségünk a napenergiára?
Azért van szükségünk napenergiára, hogy a jelenleg domináns, nagy környezetterhelésű és drága technológiákat leválthassuk ezzel a lényegesen olcsóbb, környezetkímélőbb megoldással, aminek további hatalmas előnye, hogy mindannyiunk, így akár a magyar családok számára is lehetővé teszi a villamosenergia-termelésbe való bekapcsolódást.
A villamos energia több mint 60%-át még mindig fosszilis energiaforrások felhasználásával állítják elő a világ országai. Az ugyancsak erősen problémás atomenergia részaránya megközelíti a 10%-ot. [1] A napenergiára és az összes többi megújuló erőforrásra azért van szükség, hogy ezeket környezetterhelő technológiákat leválthassuk. Lényeges azonban, hogy a megújuló energiák esetében éppen úgy figyelmet fordítsunk a környezeti és társadalmi szempontokra, mint ahogyan a konkurens megoldások esetében tesszük, hiszen a megújulókat is lehet rosszul alkalmazni.
A napenergia azért tölt be kitüntetett szerepet az energetikai átalakításban, mert mindenhol rendelkezésre áll, és igen jól skálázható a kicsitől az ipari léptékű alkalmazásokig, ráadásul szerteágazóan használható a passzív napenergia hasznosítástól a használati melegvíz előállításon, a távhőrendszerben történő alkalmazáson keresztül egészen a villamosenergia-termelés változatos módszereiig. Ha mindezt jól csináljuk, akkor jelentős területigénye sincsen, hiszen már meglévő infrastruktúrát vagy felhagyott ipari területeket vehetünk igénybe a különféle alkalmazások számára. A fentieken túlmenően az is tény, hogy jelenleg a legolcsóbb villamosenergia-termelési megoldást a napelemek ipari léptékű alkalmazása jelenti [2] – ám az is igaz, hogy háztartási léptékben aránytalanul drága, éppen ezért indokolt azoknak a családoknak a támogatása, amelyek efféle környezetvédelmi beruházásokba fektetik a megtakarításaikat (és például nem éghajlatvédelmi szempontból problémás repülőutakra költenek).
2. Mekkora a területigénye a napelemparkoknak?
A napelemes rendszerek területigénye nagymértékben függ a telepítés helyétől és körülményeitől. A helyigény lehet kifejezetten nagy és érinthet ökológiailag értékes területeket is – sajnos ez nem ritka a gyakorlatban. Ugyanakkor olyan megoldások is igen szép számmal vannak, amelyeknek tulajdonképpen nincsen területigénye.
A napelemparkok területigénye leginkább az összteljesítmény, a tájolás és a földrajzi szélesség függvénye. A területigényt leginkább a rendszer teljesítménye befolyásolja: minél nagyobb a teljesítmény, annál nehezebb megfelelő – természetvédelmi és társadalmi szempontból is elfogadható – megoldást találni.
A napelemtáblák (az északi félgömbön) déli tájolás esetén termelik az egységteljesítményre vetített legnagyobb mennyiségű villamos energiát. Ilyen esetben figyelembe kell venni a táblák árnyékoló hatását, aminek révén egymás működését zavarják. Minél magasabb földrajzi szélességen vagyunk, annál jelentősebb az árnyékoló hatás, vagyis – ennek elkerülése érdekében – annál nagyobb a táblák sorai közötti távolság, tehát ezáltal növekszik a területigény.
A napelemek árzuhanása lehetővé tette, hogy eltérjünk az ideális tájolástól és kelet-nyugati tájolással termeljünk villamos energiát. Az olcsóbb napelemek telepítése ugyanis már akkor is megtérül, ha azok nem hozzák azt a maximális termelést, ami déli tájolással elérhető volna. Ezzel az árnyékolás problémája lényegében megszűnik, miközben egységnyi felületen nagyobb teljesítmény helyezhető el, ami végeredményben azt is jelenti, hogy egységnyi felületen kelet-nyugati tájolással termelhető meg a legtöbb villamos energia.
A fentieket befolyásolja a napelemtáblák egységteljesítménye (illetve egységnyi területre, így 1 m2-re jutó teljesítménye), ami évről évre látványos növekedést mutat és hozzájárul a napelemrendszerek területigényének csökkenéséhez.
A napelemes rendszerek területfoglalása kapcsán kulcsfontosságú, hogy értékes vagy kevésbé értékes területet érint. Célként azt kell kitűzni, hogy minél kisebb területet kelljen az ökológiai szempontból vagy a mezőgazdaság nézőpontjából értékes területekből feláldozni villamosenergia-termelésre. Törekedni kell az olyan kettős célú alkalmazásokra, mint például az árnyékolóként vagy zajvédő falként működő napelemrendszerek kialakítása.
A terület használat szempontjából kézenfekvőnek tűnik a meglévő épületállomány kínálta lehetőségeket kihasználni, hiszen így egyáltalán nem jelentkezik többlet területfoglalás. Ennek kapcsán azonban nem ritkák a 20. századi reflexek, amelyek pl. településkép-védelmi szempontokra hivatkozva akadályozzák a tiszta, napelemes villamosenergia-termelést, ezáltal az esztétikai szempontokat a környezet-egészségügyi szempontok (a tiszta, élhető környezet) elé helyezve.
3. Mennyi a napenergia aránya a villamosenergia-termelésben Magyarországon?
A napelemek által termelt villamos energia részaránya Magyarországon 19,6%-ot tett ki 2023-ban.
A villamos energia 45%-át az orosz fűtőanyaggal működő paksi atomerőmű biztosította 2023-ban. 20,5 % volt a földgáz alapú villamosenergia-termelés aránya, amelynek döntő része – ugyancsak főleg orosz – importból érkezik Magyarországra. A helyben rendelkezésre álló források közül legjelentősebb részaránya a napelemek által megtermelt villamos energiának volt 2023-ban, ez közel 20%. Sajnos ehhez képest a többi megújuló energiaforrás jelentősége elhanyagolható, a szélerőművek esetében ez a részarány hazánkban csak 1% körüli. Ez azért meglepő, mert a szélerőműveket világszerte igyekeznek hasonló ütemben fejleszteni, mint a napelemes rendszereket, hiszen ezen két technológia termelése időben remekül kiegészíti egymást, így elkerülhető a nagy villamosenergia-tároló kapacitások kiépítésével járó ökológiai, társadalmi és gazdasági tehertétel.
4. Eleget süt a nap Magyarországon a napelemparkok gazdaságos üzemeltetéséhez?
Magyarország nemzetközi összevetésben közepes adottságúnak számít a napenergia-potenciál szempontjából. A napjainkban rendelkezésre álló technológiát figyelembe véve határozottan kijelenthető, hogy a térségünkre jellemző napsütés bőven elegendő a napelemek és napkollektorok gazdaságos üzemeltetéséhez. (A napelemek villamos energiát, a napkollektorok hőt termelnek.)
Hogy elegendő mennyiségű napsütés érkezik-e a Kárpát-medencébe, ezt leginkább a napelemek kihasználtságából (kapacitásfaktorából) lehet megállapítani. Ez a mutató a korszerű napelemes rendszerek esetében 13-15 százalék között változik évről évre, ha megfelelő a tájolás. Fontos adalék, hogy ennek körülbelül a duplájával lehet számolni a Magyarországon működő szélturbinák esetében (egységnyi teljesítményre vetítve). Tehát ha ezt a két technológiát hasonlítjuk össze, akkor megállapíthatjuk, hogy a szélturbinák lényegesen nagyobb kihasználtsággal működnek Magyarország területén. Ugyanakkor azt is hangsúlyozni kell, hogy ezek a technológiák egymást kiegészítve teljesítenek jól szerte a világon, tehát ezeket az adatokat nem egymással szembeállítva, hanem egymással kiegészítve szerencsés (és indokolt) vizsgálni.
5. Nem veszélyes a napelem a madarakra, rovarokra vagy az emberi egészségre?
A napelemes rendszerek megfelelő tervezés és kivitelezés esetén nem veszélyesek sem a madárvilágra, sem a rovarokra, és az emberi egészséget sem veszélyeztetik.
A napelemek megfelelő telepítés esetén sem ökológiai, sem környezet-egészségügyi problémát nem okoznak. A teljes életciklusban vizsgálva természetesen ennél árnyaltabb a kép. Elsősorban az alapanyagok bányászata és feldolgozása során jelentkezik környezetterhelés. Ennek minimalizálása fontos feladat, amivek számos dimenziója van. Ezek közül jó iránynak tűnik az új alapanyagok, így például lebomló szerves anyagok alkalmazása a napelemek gyártására. Jó hír, hogy ilyen napelemek már kereskedelmi forgalomban megvásárolhatók. A szilícium alapú eszközökhöz képest könnyűek, olcsón előállíthatóak, rugalmasak és potenciálisan kevésbé károsak a környezetre. Hátrányuk a rövidebb élettartam és az alacsonyabb hatásfok – ugyanakkor jelentős kutatási fókusz irányul ezen problémák megoldására. Jelentős környezeti előnye lesz a perovszkit napelemek széleskörű elterjedésének is.
A teljes életciklusban a hulladékká válás fázisa is kulcsfontosságú. Ennek kapcsán elmondható, hogy a napjainkban alkalmazott napelemek döntő többsége szinte teljes mértékben újrafeldolgozható.
 Az egyre inkább kibontakozó éghajlati katasztrófa lassítása, mérséklése, majd megállítása és visszafordítása az emberiség előtt álló egyik legkomolyabb kihívás, amelyben a kulcsszerep éppen a jelenkor generációira hárul. Ez a felismerés szülte az Európai Unió tagországainak döntését arról, hogy az egyik fontos területen, a megújuló energiaforrásokra való átállásban, szinte azonnali áttörést kell elérni. Ennek érdekében a tagországok vállalták, hogy feltérképezik azokat a területek, ahol anélkül lehet új erőműveket létrehozni, hogy akár a társadalom, akár a természet érdekei sérülnének. A WWF Magyarország az EUKI RENewLand projektje keretében igyekszik ebben a hatalmas szakmai feladatban az érintett állami szereplők segítségére sietni azzal, hogy a területkijelölés átfogó ismereteket követelő munkáját – minél több szakértői csoport és kutatói közösség bevonásával – elvégzi. |
Források:
[1] REN21 2024: Renewables 2024 Global Status Report, Energy Supply. https://www.ren21.net/gsr-2024/
[2] Casey 2024: IRENA: Solar LCOE falls 12% year-on-year, 90% since 2010. https://www.pv-tech.org/irena-solar-lcoe-falls-12-year-on-year-90-since-2010/
Egyéb források:
https://www.iea.org/countries/hungary/electricity
A RENewLand projekt a németországi Gazdasági és Klímavédelmi Minisztérium (BMWK) Európai Klímavédelmi Kezdeményezésének (EUKI) keretében és támogatásával valósul meg.
