Ez már vészhelyzet: így jutott el Magyarország a kritikus pontra

E cikk írásának időpontjában a Paksi Atomerőmű nyolc turbinájából már csupán egy működik. A korábbi nyilatkozatok alapján pedig reális forgatókönyvvé vált, hogy hétfő reggelre az ország legfontosabb áramtermelő létesítménye teljesen leáll. Ez nem egyik pillanatról a másikra következett be: az elmúlt napok eseményei egy olyan folyamat részei voltak, amelynek végén Magyarország energiabiztonsága soha nem látott próbatétel elé került. De hogyan jutott idáig az ország? Mi történt azokban a napokban, amelyek végül a paksi blokkok egymás utáni leállításához vezettek?

A Paksi Atomerőmű névleges összteljesítménye 2000 megawatt, amelyet a négy korszerűsített blokk biztosít. Az elmúlt napokban azonban a Duna drasztikusan alacsony vízállása miatt bevezetett korlátozások fokozatosan visszafogták a termelést. Bár az egyes blokkokat a rendszeres karbantartások során időről időre leállítják, arra az első blokk 1982-es üzembe helyezése óta még nem volt példa, hogy a teljes, négyblokkos erőmű egyszerre kényszerüljön leállásra. A mostani folyamat kedden kezdődött az első teljesítménykorlátozásokkal. Szerdán délután leállították a 3. blokkot, csütörtök reggelre a 2. blokk teljesítményét is 50 százalékra csökkentették. Ezzel csütörtök délelőtt a négy blokkból már csak kettő működött, azok is csökkentett kapacitással.

Az energiarendszerre most két, egymást erősítő folyamat nehezedik.

• Miközben jelentősen szűkül a rendelkezésre álló termelőkapacitás,
• a rendkívüli hőség miatt a villamosenergia-igény megugrik.

Normál körülmények között a paksi atomerőmű biztosítja a rendszer folyamatos, úgynevezett alapterhelési termelésének jelentős részét, miközben a nappali naperőművi többlet sokszor már exportra kerül. A helyzetet súlyosbítja, hogy egyelőre semmi nem utal arra, hogy a Duna vízállása a következő napokban érdemben emelkedne.

A Duna vízszintjén múlik Paks sorsa

Ahhoz, hogy megértsük, miért okoz ekkora problémát a Duna apadása, érdemes röviden áttekinteni, hogyan működik a Paksi Atomerőmű hűtőrendszere. Az erőmű hűtése teljes egészében a folyó természetes vízszintjére épül: a Duna vize gravitációs úton jut az úgynevezett hidegvíz-csatornába, ahonnan szűrőkön keresztül a hűtővíz-szivattyúkhoz kerül. Normál üzemben, amikor mind a négy blokk és a hozzájuk tartozó nyolc turbina működik, a szivattyúk folyamatos vízkivétele miatt körülbelül 30 centiméteres vízszintkülönbség alakul ki a szívóoldalon. Amint azonban egy-egy turbina leáll, a hozzá tartozó szivattyúra sincs szükség.

Ezzel mérséklődik a vízkivétel, csökken a szívóhatás, az erőmű néhány centiméterrel alacsonyabb dunai vízállás mellett is képes biztonságosan üzemelni. Éppen ezért a blokkok fokozatos leállítása nem csupán a villamosenergia-termelést csökkenti, hanem időt is nyer az üzemeltetőknek, miközben a folyó vízszintje egyre közelebb kerül a kritikus értékhez. Fontos itt kiemelni, hogy a Paksi Atomerőmű biztonsági hűtőrendszere teljesen elkülönül a normál üzemi hűtővízrendszertől. A biztonsági szivattyúkat úgy alakították ki, hogy az üzemi szivattyúknál alacsonyabban helyezkedjenek el, ezért akkor is képesek vizet kivenni a Dunából, amikor a normál hűtőrendszer már eléri működőképességének határát.

Éppen ezért az összes blokk leállítása nem jelenti azt, hogy az erőmű hűtés nélkül marad. Ellenkezőleg: a leállással a hűtővízigény drasztikusan csökken, ami értékes időt biztosít az üzemeltetőknek a biztonságos állapot fenntartására. Amennyiben azonban a Duna vízszintje tovább süllyedne, egy újabb vészhelyzeti megoldás is rendelkezésre áll: az erőmű úszószivattyúkat telepíthet a hidegvíz-csatornába, hogy a minimálisan szükséges hűtővízellátást ilyen körülmények között is biztosítani tudja. Az úszószivattyúk nem arra szolgálnak, hogy az erőmű tovább termeljen áramot, hanem kizárólag arra, hogy a már leállított blokkok hűtése minden körülmények között garantált legyen.

Az eddigi minden egyes turbina leállítással csökkent a hűtővízigény, így az üzemeltetők időt nyertek a Duna folyamatos apadásával szemben. Ez a műszaki mozgástér azonban véges. Ha a folyó vízszintje tovább csökken, elérkezik az a pont, amikor már nincs más lehetőség, mint a teljes atomerőmű leállítása. Hogy ez az állapot meddig tarthat, azt már nem az üzemeltetők döntései, hanem a Duna vízjárása határozza meg. A blokkokat csak akkor lehet újraindítani, ha a vízszint ismét eléri a biztonságos üzemhez szükséges szintet. Ez kedvező időjárási körülmények között akár néhány napon belül is bekövetkezhet, ám ha a vízgyűjtő területen továbbra sem hullik érdemi csapadék, a teljes leállás akár hetekig – akár egy hónapig – is elhúzódhat.

A kihívások azonban nem érnek véget a blokkok leállításával. Egy atomerőmű újraindítása korántsem egyetlen kapcsoló visszakapcsolását jelenti. Egy teljes leállás után úgynevezett black start eljárást kell végrehajtani, amely során az erőmű külső villamosenergia-ellátásra támaszkodva, szigorú műszaki protokoll szerint építi fel újra saját rendszereit, mielőtt ismét áramot termelhetne a hálózat számára. A helyzetet tovább súlyosbítja, hogy a probléma nem korlátozódik Magyarországra, szűköl a régió mozgástere. Ezért fontos, hogy Robert Fico szlovák miniszterelnök szombaton közölte: Szlovákia kész segítséget nyújtani Magyarországnak, amennyiben a Paksi Atomerőmű teljes leállása bekövetkezik.

A lakosság ellátása is nagyon komoly kérdés. A legkritikusabb időszakot az esti órák jelenthetik, amikor a naperőművek termelése megszűnik, a fogyasztás ugyanakkor továbbra is magas marad vagy nő. Amennyiben ez a helyzet tartósan fennáll, a rendszerirányítónak akár ipari fogyasztáskorlátozásokat vagy más rendkívüli intézkedéseket is mérlegelnie kellhet az ellátásbiztonság fenntartása érdekében. Esetenként gördülő áramszüntek is kialakulhatnak. Egy paksi leállás önmagában is példátlan kihívást jelentene a magyar villamosenergia-rendszer számára.

Ha ehhez további termeléskiesések vagy hálózati zavarok is társulnának, az már a rendszer stabilitását is próbára tehetné. Ezért a következő napok – sőt, kedvezőtlen időjárás esetén akár a következő hetek – meghatározóak lehetnek abból a szempontból, hogy Magyarország képes lesz-e fennakadások nélkül átvészelni a kialakult energiaválságot.

Miért kell ennyi víz egy atomerőműnek?

Aszódi Attila atomenergetikai szakértő a Portfolió hasábjain részletesen is bemutatta, miért válik kritikus kérdéssé a Duna vízszintje egy atomerőmű működése szempontjából. A Paksi Atomerőmű mindenekelőtt hőerőmű: a reaktorokban felszabaduló hőből a termodinamika törvényei miatt csupán nagyjából egyharmad alakítható villamos energiává, a fennmaradó kétharmadot pedig folyamatosan el kell vezetni a környezetbe. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy a négy paksi blokk együttes működése során mintegy 6000 megawatt hőteljesítmény keletkezik. Ebből körülbelül 2000 megawatt válik villamos energiává, míg a fennmaradó 4000 megawattnyi hőt a hűtőrendszernek kell elszállítania.

Ez nem tervezési hiányosság, hanem a fizika alapvető törvényszerűsége: a turbinákon már áthaladt, úgynevezett „fáradt gőzt” ismét folyékony állapotba kell kondenzálni, hogy visszakerülhessen a rendszerbe. Ehhez óriási mennyiségű hűtővízre van szükség. A Paksi Atomerőmű úgynevezett frissvízhűtést alkalmaz, vagyis a hűtővizet közvetlenül a Dunából veszi ki.

A vízigény nagysága szintén fizikai okokra vezethető vissza. A víz ugyan jelentős hőmennyiséget képes elnyelni, ám környezetvédelmi előírások korlátozzák, hogy a Dunába visszavezetett hűtővíz mennyire melegedhet fel. Emiatt a szükséges hő elvezetéséhez nem magasabb vízhőmérséklettel, hanem jóval nagyobb vízmennyiséggel kell dolgozni. Éppen ezért válik az erőmű működése különösen érzékennyé, amikor a Duna vízszintje tartósan alacsonyra süllyed.

Első hallásra a másodpercenkénti 100 köbméteres hűtővízigény talán nem tűnik rendkívülinek, valójában azonban óriási vízmennyiségről van szó. Aszódi Attila ezért írt hozzá egy összehasonlítást: ez csaknem négyszerese a Rába Győrnél mért átlagos vízhozamának. A Duna ugyan lényegesen nagyobb folyó – éves átlagos vízhozama megközelíti a 2300 köbmétert másodpercenként –, így normál körülmények között a paksi atomerőmű hűtése ennek mindössze mintegy öt százalékát veszi igénybe.

A jelenlegi helyzet azonban korántsem tekinthető átlagosnak. Az extrém alacsony vízállás idején a Duna vízhozama már csak mintegy 740 köbméter másodpercenként, így a paksi hűtéshez szükséges vízmennyiség ennek már közel 13 százalékát teszi ki. Mindez azonban Aszódi Attila szerint önmagában még nem indokolná a blokkok leállítását.

A szakirodalom szerint egy folyó vízhozamának akár egyharmada is felhasználható frissvízhűtésre, ettől a Duna még a mostani helyzetben is messze van. Csakhogy a Paksi Atomerőmű működése szempontjából nem kizárólag az számít, mennyi víz folyik a mederben, hanem az is, hogy milyen magasan áll. A vízhozam és a vízállás ugyan szorosan összefügg, de a mostani helyzetben éppen a rekordközeli alacsony vízszint vált a meghatározó műszaki korláttá.

A végső védelmi vonal

Fontos ugyanakkor, hogy a normál üzemi hűtőrendszer és a nukleáris biztonságot szolgáló hűtőrendszer teljesen elkülönül egymástól. Utóbbi háromszoros tartalékkal (redundanciával) épült ki, saját szivattyúkkal és vészhelyzeti dízelgenerátorokkal is működtethető, így a reaktorok és a kiégett fűtőelemek hűtése akkor is biztosítható, amikor az erőmű már nem termel áramot. Aszódi Attila szerint a biztonsági szivattyúk mélyebben helyezkednek el, mint az üzemi hűtőrendszer elemei, ezért extrém alacsony vízállás mellett is tovább működőképesek. A jelenlegi helyzetben azonban ezeknél is már csak néhány centiméteres biztonsági tartalék maradt.

Az nem megengedhető, hogy egy leállított atomerőmű biztonsági hűtése megszűnjön. Éppen ezért a Paksi Atomerőmű több tartalékmegoldással is rendelkezik arra az esetre, ha a Duna vízszintje a biztonsági szivattyúk működéséhez szükséges szint alá csökkenne. Úgynevezett Pajtás úszószivattyúkat vethetnek be, amelyek a Vízügyi Főigazgatóság közreműködésével közvetlenül a biztonsági hűtőrendszerhez juttatják el a szükséges vízmennyiséget. Ezek a mobil berendezések képesek mesterségesen fenntartani a megfelelő vízszintet a szivattyúk előtt, így biztosítva, hogy a reaktorok és a kiégett fűtőelemek hűtése a rendkívüli körülmények között se szakadjon meg.

Ugyanakkor ez csak átmeneti, vészhelyzeti megoldás. Ha a Duna vízszintje tartósan alacsony marad, a Pajtás szivattyúkat akár heteken át folyamatosan üzemeltetni kellhet, ami a vízügyi szakemberektől és az erőmű személyzetétől is állandó felügyeletet és fokozott készenlétet igényel. Aszódi Attila úgy fogalmazott a Portfolión, hogy bár az extrém alacsony vízállás kevésbé látványos, mint egy árvíz, valójában ugyanolyan rendkívüli helyzetet jelent. Kezelése számos hatóság, szakmai szervezet és az erőmű üzemeltetőinek összehangolt munkáját teszi szükségessé. Hangsúlyozta azt is, ebben a helyzetben különösen fontos a villamosenergia-rendszer stabilitásának megőrzése, ezért az ipari fogyasztók és a lakosság energiafelhasználásának visszafogása is hozzájárulhat az ellátásbiztonság fenntartásához.

Rendkívüli intézkedések az ország energiaellátásáért

Mindezek fényében nem volt váratlan Magyar Péter miniszterelnök szombat délelőtti rendkívüli bejelentése. A kormányfő közölte, hogy a Duna további apadása miatt a MAVIR életbe léptette a villamosenergia-rendszer rendkívüli üzemzavari protokollját. A kormányzati védelmi munkacsoport ezzel párhuzamosan áttekintette az összes rendelkezésre álló erőművi kapacitást, az importlehetőségeket, a várható napi csúcsterhelést, az önkéntes fogyasztáscsökkentési vállalásokat, valamint a vízügyi helyzetet és a következő napok lehetséges forgatókönyveit.

A miniszterelnök bejelentette azt is, hogy a kormány új rendeletet léptet hatályba, amely átalakítja a villamosenergia-fogyasztás korlátozásának eddigi rendszerét. Ennek értelmében elsőként a nagyfogyasztóktól kérnek önkéntes fogyasztáscsökkentést, a vállalások teljesítését pedig folyamatosan ellenőrzik. Aki nem tartja be vállalását, szankciókra számíthat. Amennyiben azonban a hazai termelés és az import sem bizonyul elegendőnek a rendszer egyensúlyának fenntartásához, a MAVIR előzetes figyelmeztetést követően kötelező fogyasztáscsökkentést is elrendelhet, és meghatározott ipari nagyfogyasztókat ideiglenesen lekapcsolhat a hálózatról. Magyar Péter hangsúlyozta, hogy

Magyar Péter több további rendkívüli intézkedést is bejelentett. Közölte, hogy hétfőtől a legkritikusabbnak számító, 17 és 22 óra közötti időszakban leállítják a vasúti teherforgalmat, hogy mérsékeljék a vasúti rendszer esti villamosenergia-igényét, és ezzel további tartalékokat szabadítsanak fel a hálózat számára. A Tisza-kormány emellett hétfőtől három napra elrendelte az otthoni munkavégzést az államigazgatás minden olyan munkakörében, ahol ezt a folyamatos feladatellátás lehetővé teszi. A miniszterelnök arra kérte a piaci szereplőket is, hogy ahol lehetséges, biztosítsák a távmunkát alkalmazottaik számára, és a következő napokban a lehető legkisebbre csökkentsék irodaházaik energiafelhasználását.

A kormány további energiatakarékossági intézkedéseket is elrendelt: minden állami intézményben lekapcsolják a díszkivilágítást és az egyéb mellőzhető világítást, az önkormányzatoktól pedig a lehető legszigorúbb energiatakarékossági intézkedések bevezetését várják. A rendkívüli bejelentések mellett ugyanakkor kedvező fejleményről is beszámolt a kormányfő. Szombat délután újraindult a Dunamenti Erőmű Százhalombattán, amely egy műszaki hiba miatt három napig nem termelt. A gyors javításnak köszönhetően az erőmű ismét üzemképes, így további 360 megawatt termelőkapacitással járulhat hozzá a villamosenergia-rendszer stabilitásához.