A Paksi Atomerőmű blokkjainak eseménydús év végi napjai voltak. Több alkalommal is szükség volt a blokkok némi le-, majd felszabályozására. De miért? Vannak-e a történteknek „kockázatai és mellékhatásai”? A cikk egyebek mellett ezekre a kérdésekre ad választ.
A magyar villamosenergia-ipari átviteli rendszerirányító, azaz a MAVIR adatpublikációs felületei első ránézésre érthetetlen adatsorokat és színes, ám rejtélyes ábrákat mutatnak. Némi elmélyüléssel azonban időről-időre figyelemreméltó történések olvashatók ki belőlük.
Mostanában például a Paksi Atomerőmű terhelésének (sötétkék szín) változásai érdemelnek figyelmet.
December 25-27. között az atomerőművet öt (!) alkalommal is le-. majd felszabályozták. Különös figyelmet érdemel, hogy 26-án délelőtt ez néhány órán (!) belül kétszer is megtörtént!
Megjegyzendő, hogy a Mátrai Erőmű blokkjai is eseménydús napokat éltek át, mint azt a pirossal jelzett termelés-ingadozásai is mutatják.
Aztán december 29. - január 2. időszakban újabb le-, majd felszabályozások történtek:
De pár nap szünet után, január 7-én, a déli órákban bár a korábbinál kisebb mértékben, de ismét leszabályozásra került sor:
Miért baj, ha az erőművek termelése nem állandó?
A válasz: nem baj, ha nem ún. alaperőműről van szó.
Az alaperőműveknek az a kifejezett funkciója, hogy nagy mennyiségben és lényegében állandó terhelés mellett termeljenek villamosenergiát. Kialakításukat is erre optimalizálták. Következésképpen
nem feladatuk – sőt nem is tesz jót nekik – a gyakori terhelésváltozás, a fel- és leszabályozások.
A gyakori terhelésváltozás a Mátrai Erőműnek sem tesz jót. De a Paksi Atomerőmű blokkjai esetében kifejezetten káros is lehet.
Az egyes blokkok lényeges berendezéseinél a teljes élettartamuk alatt végezhető terhelésváltozásokat a rájuk meghatározott ciklusszámok korlátozzák.
A jelentősebb terhelés csökkentések (leszabályozások) éppen ezeket a ciklusszámokat fogyasztják.
A Paksi Atomerőmű reaktorai esetében a leállítások száma nagyságrendileg 110-300 db (attól függően, hogy a reaktort lehűtik-e, avagy melegen tartják). A reaktorokon nagyságrendileg 4.000 db 10%-ot elérő terhelésváltoztatás végezhető. A változás mértékének függvényében nagyságrendileg 800-500 db, 10%-nál nagyobb terhelésváltoztatás végezhető.
Bár e ciklusszámok nagynak tűnhetnek, de a teljes képhez tartozik, hogy a négy paksi blokk már átesett egy üzemidő hosszabbításon. Azaz
a jelenleg hatályos ciklusszámoknak immár 50 évnyi üzemidőre kell(ene) elégségesnek lenniük.
Az év végi le- és felszabályozások ezeket a véges ciklusszámokat apasztották. Közben a kormány idén újabb üzemidő hosszabbításról is döntött.
Belátható, hogy ebben a helyzetben a reaktorok igénybevétele különösen nagy figyelmet és nyomon követést igényel. Ha ezek a terhelésváltozások nagyobb mértékűek (25%-ot elérőek, vagy meghaladóak), akkor az élettartam során elvégezhető ciklus száma meredeken csökken.
Terhelésváltoztatásra nemcsak külső, hálózatüzemeltetői utasításra, hanem a berendezések, rendszerek üzemeltetésével, karbantartásával összefüggő üzemeltetői okok miatt is sor kerülhet.
Mindezek tükrében sarkalatos kérdés a rendszer és berendezés szinten a tervező által meghatározott, teljes életciklusra megadott események számának lehetséges minimalizálása.
Az atomerőművi „kockázatok és mellékhatások” ismeretében érdemes azt is megvizsgálni, hogy egyáltalán mi lehetett az oka ezeknek a fel- és leszabályozásoknak?
A december 25-26-i időszakban a tényleges terhelés a tervezett menetrend alatt volt. Így a tervhez képest folyamatosan 200 MW-ot elérő, vagy azt meghaladó leszabályozás vált szükségessé. 26-án 8-13 óra között még jelentősebb – 300-450 MW – volt a leszabályozási szükséglet.
A rendszerirányítónak minden időpillanatban megfelelő mennyiségű „le” és „fel” irányú szabályozási tartalékkal kell rendelkeznie. Ezek révén tud reagálni akár a fogyasztás jelentős csökkenésére, akár megugrására. Adott esetben a menetrendnél lényegesen kisebb fogyasztás felemésztette a rendszerirányítói automatikus szabályozás „le” irányú tartalékát.
Ebben a helyzetben a rendszerirányítónak a rendszer biztonsága érdekében intézkednie kellett a „le” irányú tartalék ismételt biztosítása érdekében. Mint az ábrán látható, a Mátrai Erőművet többször is szabályozták. Az említett ciklusszámok miatt is a Paksi Atomerőmű szabályozásának különösen szigorú szabályai, műszaki korlátjai vannak. Ugyanakkor ezek betartása mellett, szélsőséges hálózati helyzetben, a rendszerirányító szabályozási céllal a paksi blokkokat is igénybe veheti. Ezzel együtt
meglepő, figyelmet érdemlő
e szabályozások váratlan gyakorisága.
A karácsonyi napok menetrendjének tervezése mindig is fokozott kihívás a rendszerirányítóknak. A karácsony dátumhoz kötött ünnep, azaz évente a hét más-más napjaira esik. Nehezen volt tervezhető az is, hogy a magas energiaárak közepette miként alakul a megelőző években egyébként az ünnepek alatt is termelő üzemek működése. Ráadásul idén a meleghullám is bizonytalansági faktorként járult hozzá a tényleges fogyasztás kiszámíthatatlanságához.
Mint ismeretes, a villamosenergia-rendszerben minden időpillanatban biztosítani kell a termelés és fogyasztás egyensúlyát. A termelésnél nagyobb fogyasztás esetén csökken, kisebbnél pedig nő a rendszer frekvenciája. E törvényszerűség december 28-án korareggel látványosan meg is mutatkozott:
A termelésnél kisebb fogyasztás miatt a frekvencia emelkedni kezdett. Az európai rendszerirányítóknak az ilyen helyzetek kezelésére is minden pillanatban eszközzel, tartalékkal kell rendelkezniük. Adott esetben az erőműveknek küldtek „le” irányú szabályozási parancsot.
December 27-én – majd a következő napokban is – vélhetően szintén a tervezett menetrendnél kisebb fogyasztás miatt vált szükségessé a leszabályozás. Nehezen volt tervezhető pl. egy a karácsonyi többnapos leállást követő, de újabb ünnep elé néző, ráadásul az átlagosnál enyhébb téli munkanap terhelése.
Végül érdemes még egy további aspektust megvizsgálni. Ez pedig az időtényező. A villamosenergia-rendszer „szeszélyes jószág”. Van, amikor másodpercek alatt „büntet” (mint az a 2006. november 4-ei kontinentális üzemzavar esetében történt, amikor az egységes európai villamosenergia-rendszer jelentős fogyasztói ellátatlanság mellett 18 mp alatt szakadt három részre). De van, amikor ennél jóval hosszabb idő alatt alkalmazkodik az új helyzethez. Ez utóbbi történt 27-én is, amikor a hálózati frekvencia percek alatt elkezdett emelkedni, majd a leszabályozás nyomán további percek alatt állt vissza az 50 Hz-re.
Akár a gyorsabb, akár a lassabb reagálás is „benne van a pakliban”. Mindkét esetben a „fizika teszi a dolgát”. Éppen ezért sem lehet a villamosenergia-rendszert büntetlenül „babrálni”. Netán pusztítani. Mint manapság Ukrajnában. Mert a fizika kegyetlenül büntet.
De azt senki sem állította, hogy a fizika igazságos…
(Közreműködött Kapás Mihály és Nagypál Béla)
