1MAGYAR ENERGETIKA 2011/3

TartalomKatona Tamás: A paksi atomerőmű földrengésbiztonsága 2

Varga Dávid: A megújuló energetika integrálása az építészetbe 8

Haddad Richárd, Karacsi Márk: Elektronikus energiakereskedelem 12

Pázmándi Tamás, Deme Sándor, Zagyvai Péter: Aktivitásterjedés az atomerőműben és a környezetben 14

Bauman Vilmos, Makai Zoltán: A nagyváradi hőerőmű és távfűtőrendszer modernizálása 18

Hírek 20

Olvasói levél 23

Horn János: Természeti erőforrások hazánkban és a világban 24

Börcsök Endre, Osán János, Bozóki Sándor, Török Szabina: Több szempontú döntési modell alkalmazása a hazai villamosenergia-termelési rendszer fejlesztésében 28

Kerényi A. Ödön: Feltámad-e még a Nagymarosi Vízlépcső? 33

Tóth András: Új atomerőmű nukleáris biztonsági szabályozása 34

Ősz János, Kaszás Csilla, Sándor Csaba: A biomassza energetikai hasznosításának nemzetközi irányai 36

Kovács Norbert: Vezetékjog 41

Hadnagy Lajos: Az Európai Nukleáris Energia Fórum elemzése az atomenergiáról 42

Makai Zoltán: Tovább folytatódik Romániában az atomerőmű-program 46

Előzetes 48

Tisztelt Olvasóink!

Mostani lapszámunk tervezett főtémája, az elektromos áram némileg szűkebb teret kapott, tekintettel Fukushimára. A szer-kesztőbizottság ugyanis elengedhetetlen fontosságúnak tartotta, hogy a közmédiában megjelent, sokszor megtévesztő és bulvárjellegű híradásokkal ellentétben korrekt és szakmailag megalapozott cikkeket közöljön az atomenergia jelenével és jövőjével kapcsolatban, mind Magyarország, mind a világ energetikájának szempontjából. Természetesen egyéb témákkal is foglalkozunk számunkban, melyhez hasznos időtöltést kívánunk.

A szerkesztőség

M A G Y A R

ENERGETIKA Együttműködő szervezetek:Magyar Atomfórum Egyesület, Magyar Kapcsolt Energia Társaság, Magyar Napenergia Társaság, Magyar Távhőszolgáltatók Szakmai SzövetségeXVIII. évfolyam, 3. szám 2011. májusAlapította a Magyar Energetikai Társaságwww.e-met.hu

Főszerkesztő:dr. Veresegyházi MáriaMobil: 06-20-537-7416E-mail: szerkeszto@e-met.hu Szerkesztőbizottság:dr. Büki Gergely, dr. Czibolya László, Civin Vilmos, dr. Emhő László,dr. Farkas István,dr. Garbai László, dr. Gács Iván, Újhelyi Géza, Zarándy Pál

Szerkesztőség:Kiadó: Mérnök Média Kft. 1134 Budapest, Róbert Károly krt. 90.Telefon: 1-450-0868Fax: 1-236-0899

Laptulajdonos:Magyar Energetikai Társaság1094 Budapest, Ferenc krt. 23. II. em. 2.Telefon/fax: 1-201-7937

Tervezőszerkesztő: Büki Bt.

Borítóterv: Metzker Gábor

Nyomda:D-Plus Nyomda Felelős vezető: Németh László ügyvezető igazgató

ISSN: 1216-8599

2 MAGYAR ENERGETIKA 2011/3

www.e-met.hu ATOMENERGIAATOMENERGIA www.e-met.hu

Katona Tamás

A paksi atomerőmű földrengésbiztonsága

Az atomerőműveknek biztonságosnak, védettnek kell lenni a ter-

mészeti vagy emberi tevékenységből eredő katasztrófák hatásaival

szemben. Erre figyelmeztetett az Onagawa Atomerőművet ért föld-

rengés 2005-ben, a Shika és a Kashiwazaki-Kariwa Atomerőmű esete

2007-ben és a Hamaoka Atomerőmű esete 2009-ben, vagy a Blaye-i

Atomerőmű elárasztása 1999-ben, illetve a 2005-ben. Újólag pedig

intően figyelmeztet erre a japán Honshu sziget keleti partjának köze-

lében 2011. március 11-én bekövetkezett földrengés, majd az azt kö-

vető szökőár, amely nukleáris katasztrófához vezetett a Fukushima

Daiichi atomerőműben.

Alapvető biztonsági követelmények

Az atomreaktorok akkor biztonságosak, ha minden körülmények között a

láncreakció leállítható, a reaktor lehűthető, és a hűtés folyamatosan biztosít-

ható, s a radioaktív közegek nem kerülnek ki a környezetbe.

Az első követelmény érthető, hiszen így megállítható a maghasadások-

ból származó energiatermelés, illetve a kritikusság kialakulása, s a láncre-

akció ellenőrizetlen felgyorsulása is kizárható. Ezt a funkciót neutronelnyelő

anyagok reaktorba való bejuttatásával lehet elérni, ami történhet abszorbens

rudakkal vagy a hűtőközegben oldott abszorbenssel, a gyakorlati esetekben

bórral.

A leállított reaktor hűtésére azért van szükség, mert a maghasadás

következtében az üzemanyagmagokból, mint az U235, instabil magok ke-

letkeznek, amelyek különféle bomlási láncok eredményeként s az insta-

bil magok természetének megfelelően különböző időtartamok alatt stabil

magokká alakulnak, s ebben a folyamatban hő keletkezik, amit marad-

vány-hőképződésnek nevezünk. Ezt a hőt több okból is ki kell vonni a

rendszerből:

• Az üzemanyag ne hevüljön túl, s maradjon meg a szerkezeti integri-

tása, ami mind a hűthetőségnek, mind a reaktivitás kézben tartásának fel-

tétele, de egyúttal a radioaktív anyagok visszatartása tekintetében is fon-

tos, hiszen az üzemanyag (megjelenését tekintve egy kerámia) anyagában

visszatartva marad ekkor az aktivitás nagy része, a gáznemű és halogén

anyagok kivételével.

• Másfelől, a lehűtött rendszerben alacsony nyomást lehet tartani, s ez

azért fontos, mert legyen bár a legkisebb tömörtelenség a reaktor aktív zóná-

ját magában foglaló rendszeren, azon a szivárgás hajtóereje a külső és belső

nyomás közötti különbség: belátható, hogy ennek célszerű a legkisebbnek

lenni.

• A harmadik ok pedig az, hogy az üzemanyag-pasztillákat magában

foglaló csövecskék anyaga cirkónium, amely ha túlhevül, 1200 °C felett a

vízgőzzel reakcióba lépve oxidálódik, és ennek következtében hidrogén kelet-

kezik. A hidrogén, mint robbanóképes gáz jelenléte a rendszerben új veszélyt

jelent, ezért erre az esetre ma már az atomerőművekben, így a paksi erőmű-

ben is hidrogén-rekombinátorokat telepítenek a robbanásképes hidrogénkon-

centráció kialakulásának megelőzése céljából.

A hűtéshez, az üzemzavari hűtőrendszerek működéséhez két dolog fel-

tétlenül kell: hűtőközeg, azaz a könnyűvizes reaktorokban víz, és villamos

energia a hűtőrendszer működtetéséhez, valamint ahhoz, hogy azok a mű-

szerek működjenek, amelyek elengedhetetlen információt szolgáltatnak az

erőmű állapotáról.

A maradványhő termelése – a gyorsan stabil állapotba kerülő magoknak

köszönhetően – gyorsan csökken, s amíg a reaktor leállítása után ez az üze-

mi teljesítmény 7%-át teszi ki, néhány óra után már egy százaléknyi, majd

néhány nap után a százalék törtrésze lesz. A kiégett és a reaktorból kirakott

üzemanyag hőtermelése általában öt év után éri el azt a szintet, hogy át-

meneti tárolókba helyezhető legyen, addig a kiégett üzemanyag a reaktorok

melletti tárolókban, folyamatos hűtés mellett tárolható.

A radioaktív anyagok visszatartását több fizikai gát biztosítja: az üzem-

anyag maga, az üzemanyagot magában foglaló burkolat, a reaktor és a pri-

merkör szerkezete, mint nyomástartó rendszer, s legvégül a konténment

szerkezete.

Miként lehet az atomerőművet biztonságossá tenni?

A fentiekben áttekintett, a biztonsághoz elengedhetetlen funkciók mindenko-

ri, s nagy megbízhatósággal történő megvalósulását az alábbiakkal érhetjük

el:

1. A tervezési alap adekvát meghatározása: a mértékadó veszélyek és

azok jellemzőinek meghatározása.

2. A veszélyek hatásainak figyelembe vétele a tervezés során, beleértve

a megfelelő üzemzavari, balesetkezelési és következménycsökkentő eszkö-

zök betervezését.

3. A veszélyek potenciális hatásaira minősített termékek alkalmazása.

4. Üzemzavar-elhárítási, balesetkezelési és következménycsökkentő el-

járások kidolgozása, bevezetése.

5. A biztonság elemzése.

6. A biztonság, azaz a fenti 1-5 pont időszakos felülvizsgálata, s az ebből

eredő biztonságnövelő intézkedések foganatosítása.

A tervezés alapja

Ahhoz, hogy az atomerőmű biztonságos legyen a külső hatásokkal szem-

ben, a tervezéshez meg kell határozni a biztonság szempontjából releváns,

a telephelyre jellemző mértékadó veszélyeket, s azokat jellemezni kell olyan

módon, hogy azt a tervező teherként, hatásként, működést befolyásoló felté-

telként, körülményként figyelembe vehesse, illetve meg kell határozni azokat

a kritériumokat, amelyek minősítik a terv megfelelőségét az adott hatások,

terhek, körülmények vonatkozásában.

A tervezés alapjaként figyelembe veendő veszélyek definiálhatók va-

lószínűségi vagy determinisztikus alapon, vagy – minden egyéb feltételtől

3MAGYAR ENERGETIKA 2011/3

www.e-met.hu ATOMENERGIAATOMENERGIA www.e-met.hu

függetlenül – posztulálva. A valószínűségi alapon történő meghatározás lé-

nyege az, hogy azt az eseményt tekintjük mértékadónak, amelynél nagyobb

az atomerőmű üzemideje alatt csak igen kis valószínűséggel fordulhat elő.

Így például, ha ötven évet veszünk teljes üzemidőnek, akkor azt a természeti

eseményt, mondjuk földrengést vesszük mértékadónak, amelynél nagyobb

csak 0,005 valószínűséggel fordulhat elő az 50 év alatt. Ez éves gyakoriság-

ban kifejezve az az esemény, amelynek gyakorisága 10-4/év, azaz a visz-

szatérési ideje 10 000 év. A tervezés alapjának ilyen meghatározása maga

után vonja azt is, hogy a tervezési alapba kerülő veszélyeket is valószínűségi

módszerrel kell meghatározni, amely a természeti folyamatok inherens vé-

letlenszerűségét és az erre vonatkozó ismereteink bizonytalanságát egyaránt

figyelembe veszi.

A tervezési alapba tartozó veszély meghatározható determinisztikus mó-

don. Ennek az alapja az, hogy a múltban bekövetkezett események egyértel-

műen meghatározzák azt az eseményt, ami az atomerőmű üzemideje alatt

bekövetkezhet. Itt nincs értelme visszatérési időről vagy éves gyakoriságról

beszélni, még akkor sem, ha a múltbeli események feldolgozásánál a bi-

zonytalanságokat statisztikai módszerekkel értékelik, és erre tekintettel a

mértékadó esemény jellemzőit bizonyos rátartással határozzák meg. Elég

nyilvánvaló, hogy ez a módszer alig alkalmas arra, hogy ritka események,

például egy mérsékelt szeizmicitású területen egy nagy földrengés bekövet-

kezésének lehetőségéről bármit állíthassunk, illetve a szinguláris jelensége-

ket megfelelően figyelembe vehessük. Szakmai példaként említhető az USA-

ban a New Madrid szeizmikus zóna, ahol 1811-ig, az írott történelem híján,

semmilyen történelmi ismeret nem volt egy pusztító rengést produkálni ké-

pes szerkezet létezéséről.

Tervezés biztonságra

Az alapvető biztonsági funkciók megvalósítását három konstrukciós elv alkal-

mazásával lehet elérni:

• Az adott funkciót megvalósító rendszerek többszörözésével, azaz két-,

három-, sőt négyszeres redundanciával. Így például a paksi atomerőműben

a szükség villamosenergia-ellátást minden blokkon három dízelgenerátor biz-

tosítja, amelyek teljesítménye egyenként is elégséges az üzemzavari ener-

giaszükséglet kielégítésére, s ezen kívül van még biztonsági akkumulátor-

telep is.

• Az azonos funkciót teljesítő rendszerek egymástól eltérő gyártmányú,

kivitelű, működési elvű elemekből való felépítésével, azaz diverzitásával, ezzel

csökkentve annak lehetőségét, hogy a redundáns rendszerek egyszerre esse-

nek ki, hiszen az azonos elemek azonos módon és időben hibásodhatnak meg.

• A redundáns biztonsági rendszerek térbeli szétválasztása pedig azt

szolgálja, hogy egy tűz vagy más meghibásodást okozó hatás egyszerre ne

érhessen több rendszert is.

A külső veszélyekre történő tervezés sajátosságai

Az atomerőművek tervezési alapjában a rendkívül ritka természeti esemé-

nyeket és külső hatásokat, körülményeket, s emberi tevékenységből eredő

veszélyeket, sőt a különböző veszélyek egymással korrelált vagy egymás-

tól független egyidejű bekövetkezésének lehetőségét is figyelembe veszik.

Elég természetes feltételezés például, hogy szélsőséges hóteher és szélvihar

egyidejűleg következik be. Egy földrengés esetén a rezgésjellegű hatás mel-

lett a biztonsági funkciók megvalósulását akadályozhatják a földrengés kö-

vetkeztében keletkezett tüzek vagy egyes térrészek elárasztása, mint újabb

veszélyek.

A külső természeti vagy emberi tevékenységből eredő veszélyek külön-

legesek abban a tekintetben, hogy a biztonságot szolgáló tervezési elvek

közül a megsokszorozás alkalmazása nem javít a helyzeten, hiszen – legyen

bár több azonos felépítésű rendszer, amelyekből akár egy működőképessége

is elég lenne a biztonsági funkció megvalósításához – azokat mind egyaránt

károsíthatja például egy földrengés, hiszen az az egész telephelyet érinti.

Az azonos funkciót megvalósító redundáns rendszerek diverz kiépítése már

hatásosabb, hiszen van esély arra, hogy a különböző gyártmányú, netán mű-

ködési elvű komponensek nem egyszerre mennek tönkre.

A térbeli szétválasztásnak igen jelentős szerepe van. Az egymástól tér-

ben szeparált, netán a telephely különböző pontjain lévő biztonsági rend-

szereket a földrengés egyformán érintheti, de korántsem lesznek azonos

körülmények a földrengést követően, ha tűz, elárasztás vagy szomszédos

tárgy rázuhanása szempontjából vizsgáljuk a helyzetüket. Magyarán, van

esély arra, hogy ha megőrizték a működőképességüket a földrengés alatt,

azután majd a keletkezett egyéb károk, tüzek, elárasztások nem egyformán

veszélyeztetik őket, s a funkció megvalósulásához legalább egy rendszer mű-

ködőképes marad. A térbeli szétválasztásnak különös szerepe van például a

repülőgép-rázuhanás, a külső emberi tevékenységből származó veszélyek,

mint például közúti szállítási baleset következtében fellépő robbanás ese-

tén. Ezeknek az eseményeknek térben koncentráltabb hatása van, mint a

földrengésnek, de bizonyos módon az egész telephelyet érinthetik; bár a

lezuhanó repülőgép egy épületet eltalálva ott okoz maximális károsodást, de

az ütközés következtében a telephely több pontján is keletkezhetnek tüzek,

vagy egyéb, például repülő tárgyaktól származó károk.

Mivel a külső események egyszerre érinthetik a reaktor üzemzavari

hűtőrendszereit, annak integritását, működőképességét és a működéshez

Richter-skálaA Richter-skála a földrengés erősségének műszeres megfigyelésen

alapuló mérőszámát (a Richter-magnitúdót, vagy más szóval a mére-

tet) adja meg. A magnitúdó a földrengéskor a fészekben felszabaduló

energia logaritmusával arányos.

Eredetileg a Richter-magnitúdót egy képlettel egy bizonyos típu-

sú szeizmográf által jelzett legnagyobb kitérésből és az epicentrumtól

való távolságából határozzák meg. (Maga az érték a földrengés helyé-

től 100 km távolságban lévő Wood-Anderson típusú szeizmográf által

mikrométerben mért legnagyobb kitérés tízes alapú logaritmusa.) Ma

már számos más magnitúdó-definíció létezik, amelyek között egy bi-

zonyos földrengés méretét illetően némi eltérés is van.

Ebből értelemszerűen következik: a skála felfelé nyitott, vagyis

nincs formális maximuma, bár a földrengések hatásmechanizmusa és

a Föld szilárd kérgének mechanikai jellemzői alapján gyakorlatilag 10

feletti értékek nem fordulnak elő. Másik fontos jellemzője, hogy a ská-

la két fokozata között a kipattanó energiában kb. 32-szeres különbség

van.

Dátum Hely Magnitúdó

1960. 05. 22. Chile 9,5

1964. 03. 28. Prince William, Dél-Alaszka 9,2

2004. 12. 26. Szumátra Andaman szigetek 9,1

2011. 03. 11. Honshu, Japán 9,0

1952. 11. 04. Kamcsatka, Oroszország 9,0

1868. 08. 13. Arica, Peru (most Chile) 9,0

1700. 01. 26.Cascadia zóna (Egyesült Államok, Kanada) 9,0

Nagy földrengések (Forrás: U.S. Geological Survey honlap)

4 MAGYAR ENERGETIKA 2011/3

www.e-met.hu ATOMENERGIAATOMENERGIA www.e-met.hu

szükséges üzemzavari villamosenergia-ellátás rendszerét, egyre inkább teret

nyernek a külső energiaellátást nem igénylő eszközök, mint például a gravitá-

ciós hűtővíz-betáplálás, természetes cirkulációs hűtés, vagy a konténmentből

történő hőelvitel természetes léghuzattal.

Van egy tervezési elv, amelyet kötelezően alkalmazva ellensúlyozhatjuk

azt, hogy külső veszélyek és azok jellemzői csak korlátozott bizonyosság-

gal határozhatók meg. Konstrukciós megoldásokkal és mérnöki tartalékokkal

biztosítani kell, hogy hirtelen tönkremenetel ne következhessen be, ha a ter-

vezésnél figyelembe vett terheknél némileg nagyobb, a tervezettnél némileg

súlyosabb hatások következnének be. Az, hogy ennek a tartaléknak milyen

mértékűnek kell lenni, nem megkötött, egyes megközelítésekben például

földrengésre a tervezési alaphoz képest 40% „túllövést”, nagyobb gyorsulá-

sokat kell az atomerőműnek elviselnie. Ennek minden határon túli növelése

egyfelől nem célszerű, másfelől ez sem ad abszolút biztonságot, mivel az

elméletileg sem értelmezhető.

Arra az esetre, ha mégis bekövetkezne egy fatális következményekkel

járó esemény, s a biztonsági rendszerek nem lennének képesek az alapvető

funkciójukat teljesíteni, balesetkezelési és következménycsökkentő eszközö-

ket és eljárásokat kell kidolgozni, s azok alkalmazását éppúgy kell elsajá-

títtatni és gyakoroltatni a személyzettel, mint a többi üzemzavar-elhárítási

eszköz és eljárás alkalmazását. A baleset-elhárítás és a következménycsök-

kentés lényege nem más, mint az alapvető funkciók, a reaktivitás ellenőrzé-

se, a hűtés és a radioaktív közegek visszatartása immáron bármilyen erre

bevethető eszközzel. A bevethető eszközök lehetnek előre elkészítettek, mint

például a mobil tartalék biztonsági dízelgenerátor a telephelyen, baleseti kö-

rülményekre installált hidrogén-rekombinátorok a hidrogén spontán robba-

násának elkerülése és a konténment védelme érdekében, a reaktortartály

külső hűtésének kialakítása arra az esetre, hogy a tartály visszatartsa az

esetleges megolvadt zónát, a konténment-nyomás hosszú távú kontrollja a

konténment-hűtés és a szűrt lefúvatás megoldásával stb.

A külső események, akár a természeti, akár pedig az emberi tevékeny-

ségből eredőek, rendkívül próbára tehetik az üzemeltető személyzetet, hi-

szen ezen események következtében egyszerre több meghibásodás lehet-

séges, rendkívüli állapot lehet az egész erőműben, több-blokkos telephelyet

tekintve akár minden blokkon, s blokkonként eltérő módon, sőt a telephely

egészén is.

Mi történt a Fukushima Daiichi atomerőműben?

2011. március 11-én hatalmas, kilences magnitúdójú földrengés pattant ki

Japán keleti partjától mintegy 150 km-re. Ez a földrengés méretében messze

meghaladta a Japán-árok mentén a huszadik században észlelt rengéseket,

amelyek mind 8-nál kisebb magnitúdójúak voltak. Ehhez hasonló pusztító

rengés 869-ben történt, amelyet követően Sendai várost elpusztította a szö-

kőár. A 2011. március 11-i nagy rengés egyike az elmúlt száz év legnagyobb

földrengéseinek.

A rengés által érintett területen öt atomerőmű-telephely van 15

atomerőművi blokkal, ebből három, az Onagawa, a Fukushima Daiichi és

a Fukushima Daini összesen 13 blokkja a földrengés és a szökőár által leg-

jobban érintett partszakaszon. A földrengést követően minden üzemelő re-

aktor automatikusan leállt, és elindult a reaktorok lehűtése. Az Onagawa

és a Fukushima Daini erőművek példáját tekintve igazoltnak tűnik, hogy a

földrengés hatására biztonságot veszélyeztető kár nem történt. Feltehetően

így volt ez a Fukushima Daiichi erőműben is, ahol hat blokk van, amelyek

közül három üzemben volt a földrengés előtt, három pedig karbantartáson.

A földrengés után mintegy 34 perccel később érte el a szökőár a Fukushima

Daiichi atomerőmű telephelyét, és tönkretette a villamos energiát adó dízel-

generátorokat. Ettől a kezdve a véges időtartamra elégséges és korlátozott

teljesítményű akkumulátorok álltak rendelkezésre a reaktorok ellenőrzésé-

hez. Mobil dízelgenerátorok helyszínre szállítására vagy a villamosenergia-

ellátás helyreállítására volt szükség egy olyan hátországból, ahol rendkívüli

állapotok uralkodtak a földrengés és a cunami következtében.

A hűtés elvesztése után rendkívüli állapotot hirdettek meg az atomerő-

műben, és elkezdték a környéken lakók kitelepítését. Ezek után lényegében

az alábbi eseménysorozat indult el minden blokkon: a hűtés hiányában a

hőmérséklet, s ezzel együtt a nyomás is megnőtt a reaktorokban, s a reaktor

sérülését megelőzendő a reaktorokat lefúvatták a belső, acél konténmentbe.

Megjegyezzük, a biztonságra való tervezés elveinek megfelelően kettős

konténment van, egy belső acél-konténment és egy külső vasbeton védőépü-

let. Ám egy idő után a belső konténmentekben is veszélyes túlnyomás alakult

ki, amelyet a konténment sérülését megakadályozandó lefúvattak. A túlhe-

vült üzemanyag-burkolat oxidációja során keletkező és kiszivárgó hidrogén

felrobbant, és lerombolta a reaktor feletti csarnokot. Ez az eseménysorozat

következett be mindhárom blokkon, különbség a hidrogénrobbanás helyé-

ben, a konténment állapotában van. A reaktorok üzemzavari hűtését ebben

a helyzetben csak rendkívüli eszközökkel, tengervíz bejuttatásával lehetett

biztosítani, amelyhez a reaktivitás kontrollja érdekében még bórt is kevertek.

A lefúvatások során, majd a sérüléseken főleg gáznemű aktív anyagok és jód,

illetve cézium került a környezetbe.

A pihentető medencékben lévő üzemanyag hűtése és felmelegedése volt

a második gond, amivel meg kellett küzdeni. A túlhevülés itt is kibocsátá-

sokhoz vezetett.

A helyzetet súlyosbították a tüzek, amelyek a blokkokon lévő kábelek s

egyéb éghető anyagok kigyulladásából és hidrogénrobbanásokból keletkez-

tek.

A három sérült reaktorblokk, mint termelőkapacitás elveszett, helyreál-

líthatatlanok, azokat megfelelően el kell zárni a környezettől. A környezetbe

kijutott aktivitás a katasztrófa méreteihez képest és a csernobili kataszt-

rófában kibocsátotthoz képest mérsékelt. Az evakuációnak köszönhetően a

lakosság biztonságban van. Bár a környezetben, sőt igen nagy távolságokon

is mérhető a japán nukleáris kibocsátásból származó sugárzás, de a mérhe-

tőség még nem jelent egészségi kockázatot, s ennek a kibocsátásnak ha-

zánkban egészségügyi kockázata nincs.

A helyzet továbbra is súlyos, a biztonsági rendszerek, így a reaktor és

a pihentető medencék hűtésének helyreállítása, a kikerült radioaktív közeg

visszatartásának megoldása, majd az egész erőmű izolálása, illetve a terület

maximális mértékű mentesítése igen bonyolult és még megoldandó feladat.

Nap mint nap várhatók még komplikációk az elhárítási munkálatok során, de

ma már biztosak lehetünk abban, hogy a folyamat a reaktorok és a pihentető

medencék feletti teljes ellenőrzés megvalósítása felé halad.

A fentiekből látható, hogy az egyik alapvető biztonsági funkció elvesztése,

azaz a reaktor, illetve a kiégett üzemanyag hűtésének megszűnése a szükséges

villamosenergia-ellátás elvesztése következtében milyen súlyos következmé-

nyekkel járt, és a másik biztonsági funkció, az aktív közegek visszatartása is

sérült. Igaz, ehhez nem volt elég a világ egyik ismert legnagyobb földrengé-

se, ehhez egy, a tervben figyelembe vettnél jóval nagyobb szökőár is kellett.

A 2011. március 11-i földrengés és szökőár egy alapvető ok miatt oko-

zott nukleáris katasztrófát, az árhullám magasságának alábecslése miatt.

Nem vonható kétségbe a japán szakemberek szakmai felkészültsége és

lelkiismeretessége, sőt azt is tudjuk, hogy a közelmúltban felülvizsgálták a

földrengés- és szökőár-tervezési alapot, de a veszély alábecslését ma a té-

nyek sajnálatosan igazolják. Elterjedt az a vélemény, hogy ha valószínűségi

módszerrel értékelnénk a földrengés- és szökőárveszélyt, akkor a mostanit

egy ≥10-3/év gyakoriságú eseményként foghatnánk fel, s korántsem lehetne

ezt a tervezés alapjának tekinteni, tehát a 10-4 éves gyakoriságúnál ritkább

eseménynek.

MAGYAR ENERGETIKA 2011/3

www.e-met.hu ATOMENERGIAATOMENERGIA www.e-met.hu

5

Ahhoz, hogy az események úgy alakuljanak, ahogy azok

történtek, a terv sajátosságai is hozzájárultak. A terv sajátos-

sága, hogy az üzemzavari villamosenergia-ellátást adó dízel-

generátorok a turbinaépület alsó szintjén helyezkedtek el, így

a földrengésálló dízelgenerátorokat az elárasztás egyszerre

veszélyeztette, s feltehetően a villamos kábel-nyomvonalakat,

sőt a biztonsági hűtővízszivattyút is. Könnyen belátható, hogy

a redundancia mellett a térbeli szétválasztás elengedhetetlen. A

dízelgenerátorok szerencsésebb diszpozíciója, s a gépek, kábel-

nyomvonalak térbeli szeparációja sokat segíthetett volna. Nagy

szerencse, hogy a reaktorok hűtéséhez a tengervíz bejuttatásá-

ra volt megfelelő provizórium.

Az üzemzavari körülmények között keletkezett hidro-

gén robbanóképes koncentrációjának kialakulását ezekben a

konténmentekben nitrogén atmoszférával tervezték megoldani.

Baleseti körülmények között ez a megoldás elégtelennek bizo-

nyult. Baleseti hidrogén-rekombinátorok, amilyeneket számos

atomerőműben, így a paksiban is a közelmúltban balesetkeze-

lési céllal felszereltek, talán segíthettek volna elkerülni a hidro-

génrobbanást, vagy csökkenthették volna annak mértékét. Úgy

tűnik, nem volt megfelelő a konténment szűrt leeresztésének

konstrukciója sem.

Ma még számos lényeges kérdés van a Fukushima Daiichi atomerőműben

történtekkel kapcsolatban, amire a választ aligha lehet kívülállóként megtalál-

ni. Ezek főleg a baleset-elhárítás során a személyzet és az elhárítás irányítói

által hozott intézkedések alapjával, tartalmával, időzítésével, és az intézke-

dések megvalósításának problémáival, hatásosságával függnek össze. A vég-

leges értékelés ezek nélkül nem végezhető el, mint ahogy anélkül sem, hogy

direkt vagy indirekt jelekből megfejtsük, milyen állapotban volt az erőmű a

rengést követően és a szökőár megérkezése előtt, s milyen állapotba került

pontosan a szökőár után, illetve később a beavatkozások eredményeképpen.

A paksi atomerőmű földrengésbiztonsága

Jogosan fogalmazhatjuk meg a kérdést, mennyire biztonságos a paksi atom-

erőmű egy súlyos természeti katasztrófa, egy a paksi telephelyen elképzelhe-

tő nagy földrengés esetén. Ennek megértéséhez két dolgot kell tisztázni:

1. Milyen földrengésre lehet számítani a paksi telephelyen, illetve milyen

földrengésre kell tervezni az atomerőművet?

2. Hogyan lehet az atomerőművet földrengésbiztossá tenni, s ehhez mit

kellett tenni a paksi atomerőműben?

Mekkora földrengésre kell tervezni a paksi atomerőművet?

A magyarországi követelmények szerint az atomerőműveket a tízezer év alatt

előforduló legnagyobb földrengés hatásaira, az általa kiváltott telephelyi gyor-

sulásokra kell tervezni. Megjegyezzük, a nem nukleáris létesítmények eseté-

ben a tervezés a 475 év alatt elképzelhető legnagyobb földrengésre történik.

Az olyan területeken, mint a Pannon-medence, ahol a szeizmicitás mér-

sékelt, és az erre vonatkozó ismereteink is bizonytalanabbak, valószínűségi

módszert alkalmaznak, alkalmaztunk a telephely földrengés-veszélyeztetett-

ségének meghatározására, amely módszer épp a bizonytalanságok megfelelő

figyelembe vételére alkalmas. A valószínűségi módszer alkalmazása során

meghatározzák a rengések forrászónáit, amelyek jellemzésére az ott elkép-

zelhető rengések magnitúdójának valószínűségi eloszlásfüggvényét használ-

ják. Így a magnitúdó-gyakoriságeloszlás, illetve az adott zónában elképzelhe-

tő legnagyobb magnitúdó fontos adat az elemzésekben. A helyi megrázottság

azonban nem egy konkrét helyen kipattanó, adott méretű, hanem minden

lehetséges szerkezeten és forrászónában elképzelhető rengés figyelembe

vételével adódik. Így történt a földrengésveszély, illetve a tízezer évenként

előforduló legnagyobb megrázottság meghatározása a paksi telephelyre is.

Az atomerőmű tervezéséhez a mértékadó vagy biztonsági földrengést

jellemezni kell. A földrengés erősségének jellemzésére különféle skálákat

használnak. A legelterjedtebb a Richter-skála, amely a rengés magnitúdóját

adja meg, és a rengésben felszabaduló energiával arányos. Az érzékelhető

rengések magnitúdója 2-nél nagyobb. A történelmi feljegyzésekből és mé-

résekből ismert magyarországi földrengések magnitúdója kisebb, mint 6,6.

A legnagyobb az érmelléki rengés volt, a sokak által megélt berhidai rengés

magnitúdója ≈4,9 volt.

Használnak még intenzitásskálákat, amelyek a földrengés által okozott

károk szerint kategorizálnak, általában egy 12 fokozatú skálán. Az intenzitás-

skálán a fokozatok a tapasztalt károk fenomenologikus leírása alapján hatá-

rozhatók meg, például megbillenek a kémények, a téglafalak megrepednek.

A tervezéshez azonban olyan input kell, amely a kárt okozó közvetlen

hatást jellemzi. Ez pedig a talajmozgás, annak is a gyorsulása, sebessége,

illetve az elmozdulás. A tervezés során a talajgyorsulást (legtöbbször annak

vízszintes összetevőjét) szokták inputként használni, amelyet a gravitációs

gyorsulás (g) hányadában adnak meg.

Mivel a mérnöki munkákban használt, egy konkrét telephelyen felté-

telezhető talajgyorsulás és a területet megrázó, valahol kipattanó rengés

magnitúdója között csak minőségi összefüggés van, nem szakszerű az olyan

kijelentés, hogy az atomerőművet valamilyen magnitúdójú földrengésre ter-

vezték, s főleg nem méretezték, ámbár a közbeszédben és a médiában eze-

ket a kifejezéseket használják.

Bár a tervezés inputja a maximális vízszintes gyorsulás, abból, hogy egy

földrengés során milyen maximális vízszintes gyorsulás alakul ki, önmagá-

ban nem ítélhető meg az, hogy a létesítmények megsérülnek-e vagy sem.

A kilences magnitúdójú Tohoku földrengés által a Honshu sziget partvidékén

kiváltott átlagos vízszintes gyorsulás 0,3-0,35 g lehetett. Az érintett 14 blokk

tervezési telephelyén a tervezési alapban figyelembe vett biztonsági földren-

gésnél ez némileg nagyobb megrázottságot jelent. A Niigataken Chuetsu-Oki

földrengés csak 6,6-6,8 magnitúdójú volt, de a Kashiwazaki-Kariwa atom-

erőműnél ≈0,68 g maximális vízszintes gyorsulást okozott a reaktorépületek

alaplemezén. Ez több mint kétszerese volt az ottani blokkok tervezési alapját

1. ábra. Viszkózus lengéscsillapítók a gőzfejlesztők alatt

www.e-met.hu ATOMENERGIA ATOMENERGIA www.e-met.hu

6 MAGYAR ENERGETIKA 2011/3

képező rengés gyorsulásának. A fenti két esetben a talajmozgás által kivál-

tott igénybe vételeket a nukleáris szabványok szerint tervezett berendezések

és szerkezetek sérülés nélkül elviselték.

A kárt jobban jellemzi például a kumulatív abszolút sebesség, amelynek

értéke nem csak a gyorsulás-időfüggvény ampitúdójától, hanem az erős ren-

gés időtartamától is függ. Ez a mostani, Nagy Tohuku rengés esetében mint-

egy 10 g sec értékű lehetett, míg a Niigataken Chuetsu-Oki földrengésnél a

Kashiwazaki-Kariwa atomerőmű telephelyén legfeljebb 2 g sec.

A tapasztalat azt mutatja, hogy a rezgésjellegű hatásra való tervezés

nem műszaki, hanem beruházási költség kérdése.

Nincsenek azonban megbízható műszaki megoldások az olyan esetekre,

ha a földrengés a felszínen is tapasztalható elvetődéshez, elcsúszáshoz ve-

zet. Ez felveti a következő kérdést.

Lehet-e törésvonal a telephely környezetében?

A fentiekből egyértelmű, hogy csak az olyan törésvonal jelent a telephely ki-

választásánál alkalmasságot kizáró körülményt, amely képes felszínre kifutó

elvetődést okozni. A telephelyet nem szabad kijelölni az ilyen szerkezetek

felett, a minimális távolságnak legalább 8-10 km-nek kell lenni. Az, hogy

egy szerkezet képes-e felszínre kifutó elvetődést okozni, a nagy aktivitású

területeken mintegy tízezer év, míg a kis aktivitású területeken ≈2,5 millió év

(földtörténeti negyedkor) alatti aktivitás alapján állapítható meg.

Felmerül a kérdés, hogy veszélyesek-e a paksi telephely közelében lévő

törések?

Minden aktív törésvonalra érvényes az, hogy talajmozgást okozhat a

rajta kipattanó földrengés. Ezt a hatást figyelembe vettük az atomerőmű

telephelyén várható megrázottság meghatározásánál. A Pannon-medence

töredezett, de az adott földtani körülmények között általában nem tud akko-

ra rugalmas energia felhalmozódni, hogy az a felszínen tapasztalható relatív

elmozdulást okozzon, ha az egy földrengés formájában felszabadul. Ezért

az ilyen törésvonalak, s a paksi telephely közelében lévők sem zárják ki a

telephely alkalmasságát.

A paksi földrengés-biztonsági program keretében kiépült az atomerőmű-

ben és annak ötven kilométeres körzetében egy mikroszeizmikus megfigyelő

hálózat, amely a telephely és lényegében az egész régió szeizmikus aktivi-

tását monitorozza. Nem szabad azonban azt hinni, hogy a blokkokon lévő

szeizmikus műszerezés vagy akár a mikroszeizmikus hálózat arra szolgálhat,

hogy földrengéseket előre jelezzenek.

Mit okozhat még a földrengés?

A földrengésnek lehetnek egyéb következményei is a talajmozgáson kí-

vül. Ilyen volt a szökőár Japánban. Erről a paksi és dunai körülmények kö-

zött nincs értelme beszélni. Van azonban más jelenség is, mint például a

talajfolyósodás, ami abban nyilvánul meg, hogy a rezgés hatására a vízzel

telített laza talajok elveszítik a nyírószilárdságukat, magyarán, folyadéksze-

rűen viselkednek. Ez az alapozás és az épület stabilitásának elvesztését, il-

letve a jelenség után épületsüllyedést okoz. A paksi atomerőmű esetében a

talajfolyósodás tervezésen túli esemény, előfordulás valószínűsége kisebb,

mint 10-4/év.

A földrengésbiztonsági program

A paksi atomerőmű telephelyét a hatvanas években a történelmi feljegyzések

és a műszeres mérések alapján az ország egyik legkisebb veszélyeztetettsé-

gű területén jelölték ki, s ennek alapján, illetve az 1970-es években érvényes

földrengésbiztonsági követelmények figyelembe vételével tervezték és épí-

tették. A külső környezeti hatásokkal összefüggő biztonsági követelmények

a nyolcvanas években radikálisan megváltoztak, szigorúbbak lettek, így a

történelmi feljegyzésekből és műszeres regisztrátumokból meghatározható

intenzitás alapján származtatott gyorsulásértéknél jóval kisebb valószínűsé-

gű, 10-4/év meghaladási valószínűséggel jellemezhető megrázottság vált a

tervezés alapjává. Arra, hogy ennek milyen súlyos következményei lehetnek,

a nyolcvanas évek második felében a paksi telephelyen végzett geológiai,

szeizmológiai vizsgálatok rámutattak. Nyilvánvalóvá vált, hogy a tervezés

alapjaként figyelembe veendő maximális vízszintes gyorsulásérték legalább

tízszer nagyobb, mint amit a tervezésnél számításba vettek.

A probléma értékelését a paksi atomerőmű első korszerű módszerekkel

végzett, szisztematikus biztonsági elemzése tartalmazta 1993-ban. A telep-

hely szeizmicitásának előzetes értékelése és a biztonsági probléma elemzé-

se alapján az atomerőmű vezetése – a Nemzetközi Atomenergia Ügynökség

szakértő támogatásával és az Országos Atomenergia Hivatal felügyelete mel-

lett – egy átfogó biztonságnövelő projektet indított a létesítmény földrengés-

biztonságának növelése céljából.

A követelmények értelmezése és teljesítése azt jelentette, hogy:

• a telephelyi földrengésveszély elemzését el kellett végezni, s meg kel-

lett határozni a 10-4/év meghaladási valószínűségű, biztonsági földrengés

jellemzőit. Ez a paksi telephely esetében 0,25 g maximális vízszintes gyor-

sulással jellemezhető;

• erre az új tervezési alapra el kellett végezni az atomerőmű ellenőrzé-

sét, majd a megerősítések tervezését;

• végre kellett hajtani az atomerőmű teljes körű minősítését/megerő-

sítését úgy, hogy még a 10 000 évenként egyszer előforduló rengés esetén

is a reaktor leálljon, lehűthető és tartósan hűthető maradjon, s az aktivitás

visszatartása biztosított legyen.

2. ábra. Hosszirányú megerősítések a reaktorcsarnokban

7

www.e-met.hu ATOMENERGIA ATOMENERGIA www.e-met.hu

MAGYAR ENERGETIKA 2011/3

A program két szakaszban valósult

meg. A könnyen végrehajtható, legsür-

gősebb megerősítések még egy előzetes,

felülbecsült földrengés-inputra 1994-

1995-ben megtörténtek. Ekkor a kábel-

tálcák, a villamos- és irányítástechnikai

keretek, szekrények, az akkumulátorte-

lepek rögzítésének ellenőrzése, illetve a

főépület különböző helyiségeit elválasz-

tó, nem szerkezeti válaszfalak állékony-

ságának ellenőrzése, illetve mindezek

megerősítésének megtervezése és kivi-

telezése történt meg. A komoly előkészí-

tést igénylő megerősítések tervezése és

kivitelezése 1998-ban kezdődött, s 2002

végéig befejeződött. Ennek jellemzésére

elég egy számot ismertetni: több mint

2500 tonna acélszerkezetet építetek be

az erőmű megerősítésére.

A feladat egyedülálló komplexitású

volt, hiszen egy lényegében földrengés-

re nem tervezett erőművet kellett egy

jelentős megrázottságra megerősíteni és

minősíteni. A feladat megvalósíthatósága

érdekében a szerkezetek és a rendszerek

dinamikai számításának módszerét, s a

minősítési eljárást azok biztonsági és földrengésbiztonsági osztálya szerint

differenciáltuk. Kombináltuk az atomerőmű tervezéshez előírt, szabványos

módszereket, és az újraminősítéshez kidolgozott elemzési és empirikus mi-

nősítési módszertant. A módszertan kiválasztását egyedülálló robbantásos

kísérletekkel, próbaszámításokkal, numerikus kísérletekkel alapoztuk meg.

A program végén valószínűségi biztonsági elemzés igazolta, hogy az el-

végzett intézkedések a biztonság „szükséges és elégséges” szintjét ered-

ményezték. A 2007-ben elvégzett időszakos biztonsági felülvizsgálat pedig

megerősítette, hogy a földrengésbiztonság megvalósítása megfelel az aktuá-

lis nemzeti és a nemzetközi normáknak.

Ez a projekt a paksi atomerőmű legnagyobb s másfél évtizedig tartó

biztonságnövelő programja lett, amelynek csak a megerősítésekre fordított

költsége több mint 200 millió USD-t tett ki.

Néhány megerősítésre mutatnak példát (a gőzfejlesztők alatt, a reaktor-

csarnokban és a lokalizációs tornyoknál) az 1-3. ábrák.

Mi történik az atomerőműben földrengés esetén?

A program keretében kidolgozták az üzemeltető személyzet számára azt az

üzemzavar-elhárítási utasítás rendszert, ami meghatározza a teendőket föld-

rengés esetén. Az ilyen helyzet kezelése a személyzet rendszeres képzésé-

nek ugyanúgy része, mint bármely más rendkívüli eseményé.

Földrengés esetén a paksi atomerőmű a védelmi működéseknek kö-

szönhetően leáll, ha bármely rendszer sérül, de rendelkezésre állnak azok a

megerősített technológiai rendszerek, amelyek segítségével az atomerőmű

biztonságos állapotban tartható. Az ekkor szükséges technológiai művelete-

ket, a személyzet tevékenységét, illetve az atomerőmű földrengést követő

állapotának értékelését speciális műszerezés, gyorsulásérzékelők segítik. A

gyorsulásérzékelők csupán kiegészítő műszerezésnek tekinthetők, hiszen a

blokkokat, mint egy bonyolult idegrendszer, behálózzák a mérések és vé-

delmek, amelyek a megfelelő védelmi működéseket indítják, ha bármely, a

biztonság szempontjából fontos rendszer sérülne.

Földrengés esetén a talplemezen elhelyezett detektorok 0,05 g vízszintes

irányú gyorsulásnál jelet adnak a vezénylőkbe, illetve indítják az izolálandó

armatúrák zárását. Ez a védelmi működés még nem okozza a blokkok leál-

lását, de azokat a rendszereket kizárja, amelyek nem lettek földrengésállóvá

téve, mert nincs az adott esetben biztonsági funkciójuk. A blokkot a minden

biztonsági funkcióval rendelkező rendszer működőképességét felügyelő mé-

rés- és irányítástechnikai, illetve védelmi rendszerek leállítják, ha a funkció

sérül. Így például a buborékoltató kondenzátorban egy földrengés hatására

fellépő szintingadozás vagy gőzfejlesztő szint-ingadozás is, ami mellett még

semmilyen sérülésnek nem kell bekövetkeznie.

Egy földrengés esetén a blokk így vagy leáll, vagy ha nincs semmilyen

zavar vagy funkcióvesztés, tovább üzemel. Arról, hogy a blokkokat le kell-e

állítani egy (kis) földrengés után, ha egyébként védelmi működés nem volt,

a szabadfelszínen (udvartéren) lévő gyorsulásérzékelő jelének feldolgozása

alapján kell dönteni. Erre meghatározott eljárás és kritériumok vannak. Ab-

ban az esetben, ha a kritérium alapján vagy védelmi működés következtében

a blokk leáll, az állapot függvényében kell az üzemzavar-elhárítást és az ál-

lapotellenőrző bejárásokat szervezni és végrehajtani. Az állapot értékelésé-

hez a blokkok kritikus helyein gyorsulás regisztrálók vannak. Ez a koncepció

a világ más, szeizmikusan mérsékelten aktív területein lévő atomerőművek

eljárásával azonos.

Összegezve

A paksi atomerőmű földrengés-biztonságát a tízezer évenként feltételezhető

legnagyobb földrengésre való megerősítés és minősítés révén, a földrengés

esetén követendő eljárások kidolgozásával és a személyzet erre történő ki-

képzésével a mai követelmények szerint biztosítjuk.

Az atomerőmű biztonsága nem statikus, az folyamatos kritika és meg-

újulás tárgya. A Fukushima Daiichi Atomerőmű katasztrófája bizonyára több

olyan tanulsággal is szolgál majd, amelyek feldolgozásával a paksi atomerőmű

földrengésbiztonsága is tovább fokozható.

3. ábra. Hídszerkezet a lokalizációs tornyok között a reaktor-csarnok szerkezetének megerősítésére

8 MAGYAR ENERGETIKA 2011/3

www.merkapt.hu A ROVAT TÁMOGATÓJA A MERKAPT KFT. A ROVAT TÁMOGATÓJA A MERKAPT KFT. www.merkapt.hu

Varga Dávid

A megújuló energetika integrálása az építészetbe

A fenntartható jövőt megalapozó gazdasági modellben az energia-

takarékosság, az energiahatékonyság, a megújuló energiaforrások

fokozott felhasználása meghatározó jelentőséggel bírnak.

Amikor megújuló energiák felhasználásáról és alkalmazásáról beszélünk,

fontos megemlíteni, hogy Magyarországon ma még gyerekcipőben járunk

ezen a területen. Ezzel szemben az Európai Unióban kellő támogatás és

anyagi források mellett sikerült elérni, hogy a megújuló energiaforrások

felhasználása jelentős szintet érjen el. Egy új, energiahatékony megoldás

alkalmazását, vagy egy innováció piacra kerülését elsősorban az adott or-

szág politikai és gazdasági helyzete szabja meg. Németország esetében az

elmúlt években, amikor a Zöld Párt mögött kellő támogatással felsorakozott

a teljes politikai háttér, a megújuló energiaipar rendkívül erős húzóága-

zattá fejlődött. Ez a példa is azt mutatja, hogy politikai támogatás nélkül

nem lehet új irányba terelni az energiaszektort, vagyis hirtelen változások,

nagy műszaki innovációk és technológiai áttörések gazdasági, társadalmi

és legfőképp politikai támogatás nélkül nem életképesek. Így a megújuló

energiák integrálását is csakis erős politikai és gazdasági támogatással le-

het elérni.

Magyarországi helyzet, új irányok és lehetőségek

Az Európai Unió tagjaként a hosszú távú stratégiai célkitűzések számos

feladatot fogalmaznak meg és rónak Magyarországra. Az EU energia- és

klímacsomagjának nyomán megszületett uniós Megújuló Energia Útiterv

2020-ra 20 százalékos megújuló energiaforrás-részarányt, ezen belül pél-

dául a közlekedés vonatkozásában 10 százalékot, továbbá 20 százalékos

energiahatékonyság-növelést és az üvegházhatású gázok (ÜHG) kibocsá-

tásának (az 1990-es szinthez képest) 20 százalékra való mérséklését tűzte

ki. Az uniós célok eléréséhez szükséges Nemzeti Cselekvési Tervek megal-

kotása a tagországok feladata. A hazai NCsT az Európai Parlament és Ta-

nács irányelve (RED irányelv) szerint került összeállításra. A struktúraváltás

keretében a Zöld Gazdaság fejlesztése az Új Széchényi Tervben megfogal-

mazottakkal összhangban a megújuló Magyarország gazdaságának egyik

kitörési iránya lehet. Ezért az NCsT célja a Kormány vonatkozó nemzetgaz-

dasági célkitűzéseihez – úgymint munkahelyteremtés, földgázimport-kivál-

tás, versenyképesség növelése – való lehető legnagyobb mértékű hozzájá-

rulás, a megújuló energiaforrások alkalmazásán keresztül.

Az Európai Parlament és Tanács RED irányelve Magyarország számára

2020-ra jogilag kötelező módon minimum 13 százalékban határozta meg a

megújuló energiaforrásból előállított energia bruttó végső energiafogyasz-

tásban képviselt részarányát. Így a kialakítandó Zöld Gazdaság, ezen be-

lül a megújuló energiák elsődlegesen a jövő alternatív iparágát és kitörési

pontját jelenthetik. Magyarországon a célok eléréséhez elsősorban a bio-

massza, a biogáz, a bio-üzemanyagok, a geotermikus és termálenergia,

másodsorban a nap-, a szél- és a vízenergia jelentik az alappilléreket.

Nálunk jelenleg az összes megújuló energiafelhasználás 80 százalékát

a biomassza jelenti. Ez az arány 2020-ra valamelyest csökken, de még ak-

kor is duplája lesz az egyéb források összértékének. A biogázüzemek gyors

felfutása várható a vidékfejlesztési programok részeként is: elsősorban a

kisebb kapacitású, olcsóbb, decentralizált típusú biogázrendszerek lehetnek

hatékonyak, a helyben megtalálható alapanyagokra telepítve. Itt új poten-

ciált jelent a szerves trágya mellett a kommunális szennyvíz- és iszapkeze-

lés, és a háztartási hulladékok energetikai célú kezelése.

Magyarország geotermikus adottságai kiemelkedőek, ennek ellené-

re azonban jelenleg a teljes nemzeti energiafelhasználás kevesebb, mint

0,5 százaléka származik geotermikus energiából. Komoly tőkét igénylő új

beruházásokkal ezt többszörösére kívánják emelni, aminek részleteiről a

közeljövőben várhatók új információk. Ezen a területen a hőszivattyú az

egyik legszélesebb körben, univerzálisan alkalmazható megoldás fűtésre,

hűtésre. Hasznosítása jelentősen bővíthető decentralizáltan a természeti

adottságokból adódó korlátok nélkül.

A napenergia tekintetében a megtakarítás és hatékonyság szempontjá-

ból a használati meleg víz és fűtési célok az elsődlegesek. Itt főleg egyéni,

lakossági alkalmazások vehetők számításba, amit egyéb nagyobb volumenű

alkalmazások (szállodák, kórházak, önkormányzatok stb.) is kiegészíthet-

nek. Az energiahatékonyság és az energiafüggőség csökkentése keretében

nálunk is egyre gyorsabban terjed a háztartási kiserőművekkel – elsősor-

ban napelemekkel – való áramtermelés.

A szélenergia hazai továbbfejlesztése várhatóan az eddigiektől eltérő

formákban és csak visszafogottan valósulhat meg, de várható a háztartási

méretű szélerőgépek, illetve a szigetszerűen kialakított szélparkok elterje-

dése is.

A kormány ez irányú új intézkedései tehát jelentősen elősegíthetik a

Megújuló Magyarország előrelendülését. Az új terv létrehozását jelentős

előrelépésnek lehet tekinteni, amely szakmai körökben nagy érdeklődést

keltett, de természetesen több vonatkozásban is még komoly szakmai vi-

tákra lehet számítani.

A Nemzeti Cselekvési Terv intézkedései közül a legfontosabbak:

• 2011-ben egy új, a fenntartható energiagazdálkodásról szóló törvény

megalkotása;

• a meglévő támogatási programok végrehajtásának átalakítása, haté-

konnyá tétele és egyszerűsítése;

• 2014–2020 között önálló (az EU által társfi nanszírozott) energetikai

támogatási program indítása;

• a megújuló energiaforrásból nyert energiával termelt villamos ener-

giára (a továbbiakban: zöldáram) vonatkozó kötelező átvételi rendszer át-

fogó átalakítása;

• közvetlen közösségi és egyéb támogatási programokban történő ak-

tívabb részvétel elősegítése;

• az épületenergetikai szabályozásba épített ösztönzők felülvizsgálata

(összhangban a 2010/31/EK irányelvvel);

www.merkapt.huwww.merkapt.hu

9MAGYAR ENERGETIKA 2011/3

www.merkapt.hu A ROVAT TÁMOGATÓJA A MERKAPT KFT. A ROVAT TÁMOGATÓJA A MERKAPT KFT. www.merkapt.hu

• zöld fi nanszírozási formák és programok kialakítása;

• szemlélet- és tudatformálási programok, tájékoztatási kampányok

(integrált tájékoztatási programok) kidolgozása;

• kutatás–fejlesztési és innovációt ösztönző programok indítása;

• a megújuló energiaforrások és kapcsolódó területeihez a szabályozási

és engedélyezési eljárásokban résztvevő apparátus felkészítése;

A megújuló energiák integrálása az energiaszektorba elsősorban az

építészeti szektort érintheti, mivel ebben a szektorban lehet a leginkább

költséghatékony módon energia-megtakarítást elérni. Ma már elfogadott

tény, hogy a klímánkat károsan befolyásoló emissziós tényezők között az

épületek fűtése során a légkörbe kerülő CO2 egyike a legjelentősebbeknek.

A magyar épületállomány energetikai állapota az EU átlagánál rosszabb,

ezért azok átalakítása, korszerűsítése különösen jelentős területet jelent

az energetikai szektorban. Ma a Magyarországon felhasznált összes energia

40%-át az épületeinkben használjuk fel, amelynek mintegy kétharmada

a fűtés és a hűtés számlájára írható. Az EU-ban is az épületenergetika az

egyik fő prioritási terület, mert bizonyítottan ez az a terület, ahol a leg-

hatékonyabban lehet a klímavédelmi célokat teljesíteni. Ezért a Kormány

2011-től az új Széchenyi Terv részeként átfogó épületenergetikai progra-

mot tervez indítani, amelynek célja az épületek energetikai korszerűsítése,

az energiahatékonyság, valamint a megújuló energiaforrások alkalmazásá-

hoz történő hozzájárulás.

A tervezett programok egységes keretbe kívánják foglalni a lakó-, a

középületek és egyéb célú épületek energiahatékony fejlesztését, a meg-

újuló energiaforrások épületekben való alkalmazását, a felújítást és az

energiahatékony, újnak mondható „bioklimatikus” építészet elterjedését.

A komplex épületenergetikai program több elemből áll, a fi nanszírozási

(támogatási programok), a szabályozási (előírások, szabványok) és a tu-

datformálási-ismeretátadási alprogramokat összetetten, egymásra épülően

tartalmazza.

A kifejezés, „bioklimatikus” építészet (vagy fenntartható építés), utal

az épületek más, alternatív módon történő építésére, a fenntartható fejlő-

dés elvrendszerének érvényesítését jelenti az építésben, az ökológia, mint

tudomány fogalomkészletének felhasználásával. Az épületek felépítésénél

fi gyelembe veszik a helyi viszonyokat, és a klíma adottságainak kihasználá-

sával építik fel a szerkezetet. A fal- és tetőszerkezet, valamint a szigetelés

kialakításánál is kevesebb mesterséges, illetve környezetkárosító anyagot

használnak fel. Helyette környezet- és egészségkímélő építőanyagokat al-

kalmaznak, melyeknek jellemzői:

• kis primer energiatartalom (PET); kitermelés, gyártás, szállítás, be-

építés energiatartalma fosszilis energiahordozókra vetítve;

• határértéken belüli károsanyag-tartalom; teljes életciklus alatti káros

anyag- (pl. CO2, SO2 stb.) kibocsátás;

• recycling; újrahasználhatóság, újrahasznosíthatóság, visszaforgatha-

tóság;

• decentralizált előállítás, szelíd technikákkal; kis szállítási távolságok,

helyi munkaerő.

Az így megépített épületek környezeti szempontból jobb eredményeket

mutatnak, energiamérlegük optimálisabb. A fenntarthatósági feltételeket

teljesítik, valamint előrelendíthetik a megújuló energetikára épülő iparágak

fejlődését. Akár az új épületenergetikai programokról beszélünk, akár az

országos energiatermelő egységek energiahatékonyságának növeléséről,

vagy akár a biomasszával működő erőművekről, a legfontosabb tény, hogy

támogatni kell azokat a programokat, amelyek elősegítik a zöld technoló-

giák előtérbe kerülését és az erre épülő szemléletmód-váltást. A követ-

kező generációk számára fenntarthatóbb megoldások kellenek az egyre

súlyosbodó globális energia- és környezeti problémákra. A hazai politikai

támogatottság várhatóan 2011-től talán elég erős lesz ahhoz, hogy a kije-

lölt útvonalon Magyarország teljesítse az Európai Unió által előírt célokat,

illetve jól hasznosítsa geofi zikai lehetőségeit és természeti erőforrásait (jó

termőföld-, földhő-hasznosítás, termálvizek és karsztvizek, valamint a nap-

energia hasznosítása).

Egy példa a bioklimatikus irodaház koncepciójáról

Spanyolország vezető európai uniós tagország a megújuló energiaforrások

kiaknázásának és alkalmazásának terén. 2020-as teljes bruttó energiafo-

gyasztásukra vetítve a megújuló energiaforrásokból előállított energia 20%-

os részarányának elérését tűzték ki célul. Az épületenergetikai fejlesztések,

az új építési és felújítási projektek kiemelt támogatása nagy lendületet adott

a korszerű, energiahatékony épületek megépítéséhez.

Szakmai gyakorlatom során lehetőségem nyílt betekintést nyerni a példa-

ként bemutatni kívánt madridi bioklimatikus irodaház kivitelezésébe. A spa-

nyol mérnökök segítségével bekapcsolódhattam az egyes munkafázi-

sokba. A munkálatok 2010 szeptemberében fejeződtek be.

A téglalap alakú ötemeletes irodaépület a spanyol Ortiz tervező

és építési csoport új székhelye. Az épület előre gyártott betonszerke-

zetű; speciális beton függönyfalak (1. kép) és tartógerendák kerítik

körbe az irodaházat a beeső napsugárzás védelmében, amely jobb

természetes napfény-kihasználást és hatékony fényellenző funkciót

biztosít a napsugárzással szemben. Az épület az észak-déli irányra

33°-kal van elforgatva, aminek hatására egy-egy homlokzat észak-

keleti és északnyugati irányba, a másik kettő pedig délkeleti, illetve

délnyugati irányba néz. A beeső napsugárzás teljes mértékű kihasz-

nálását az épület elforgatása és irányítottsága teszi lehetővé. Ez az

elforgatás az éghajlati, meteorológiai tényezőkön és a nap évszakok

szerinti állásain alapszik. Az épület klimatizálását a passzív rendsze-

reken kívül aktív (épületgépészeti) rendszerek biztosítják (1. ábra).

Az épület funkciója az irodák napi működésének biztosítása. Az

üzemi időtartam reggel 8:00-tól este 20:00 óráig tart. A klímaberen-

dezések, melyek az üzemi időtartamon kívül is dolgozhatnak, és sza-

bályozható a leadott teljesítményük, képesek egyidejűleg meleggel

és hideggel is ellátni az épületet. A hideg (víz és levegő) előállítása

egy csavarkompresszoros hűtőberendezéssel és két abszorpciós hű-

www.merkapt.hu A ROVAT TÁMOGATÓJA A MERKAPT KFT.

1. kép. A madridi irodaház

10 MAGYAR ENERGETIKA 2011/3

www.merkapt.hu A ROVAT TÁMOGATÓJA A MERKAPT KFT.A ROVAT TÁMOGATÓJA A MERKAPT KFT. www.merkapt.hu

tőberendezéssel, valamint a tetőtérben elhelyezkedő klímaberendezésekkel

történik (2. ábra). A meleg (víz és levegő) előállítását két mikroturbina (3.

ábra) és egy központi kazánberendezés biztosítja. Ezen kívül két hűtőtorony

található a tetőtéren, amelyek a hűtőberendezések gőzét cseppfolyósítják és

hűtik le. Ezen berendezésekhez kapcsolódnak a napkollektorok, napelemek,

valamint a geotermikus energiahasznosító rendszer.

Az épület klimatizálásához hozzátartozik az éjszakai szellőztető rend-

szer, és természetesen a különböző rendszereket vezérlő automatika. A fű-

tőberendezések tüzelőanyaga tiszta földgáz, de a mikroturbinák képesek

bioüzemanyagok (bioetanol, biogáz) elégetésére is. A mikroturbinák egyik

hatalmas előnye, hogy decentralizált energiatermelést tesznek lehetővé, el-

kerülve így az elektromos energiaszállítási veszteségeket, mivel a megtermelt

elektromosságot a hálózatba táplálják, de egyúttal fogyasztják is azt. Ez a

technológia ideális megoldás az irodaházakban, hiszen elegendő meleg és fű-

tővíz állítható elő a berendezéssel, a fennmaradó meleg vizet pedig a kapcsolt

rendszerben levő abszorpciós hűtőgép hasznosíthatja. A mikro kogenerációs

rendszer elérheti a 35%-os primer energia megtakarítást, valamint jelentős

káros anyag kibocsátás-csökkentést is eredményezhet.

A fűtésnél és hűtésnél (az évszaknak megfelelően) szükség van egy biz-

tonságosan működő és megbízható szabályozó-irányító rendszerre, hogy a

berendezések biztosítsák az energiatakarékos üzemeltetést és a folyamatos

klimatizálást. Ezt a folyamatot – megfelelő szoftverek segítségével – egyet-

len számítógép irányítja az épületben elhelyezett biztonsági és irányító he-

lyiségben. A világítástechnika az épület minden helyiségében érzékelő vi-

lágítótestekkel van kiépítve, amelyek szabályozását szintén a biztonsági

szobában elhelyezett számítógép végzi. Az épület energiaellátó rendszere

egyedülálló, hiszen a tetőtéren elhelyezett napkollektorok és az általuk táplált

abszorpciós berendezés, valamint geotermális hőszivattyú jelentősen mér-

séklik a klimatizálási költségeket. Hasonlóképpen jelentős megtakarítás a

mikroturbinák alkalmazása is.

Az irodaház európai uniós támogatással épült viszonylag rövid időn belül.

Környezeti és energetikai szempontból is maximálisan megfelel a kor köve-

telményeinek, valamint jó példa arra is, hogy hogyan lehet optimalizálni az

energiafelhasználást és ezzel együtt csökkenteni a káros emissziót.

Számos – a világ más tájain megvalósuló – projekt alkalmaz megújuló

energiák felhasználásával új technológiákat és fejlesztéseket. A nyugat- és

észak-európai országok (pl. Hollandia, Németország, Norvégia, Dánia, Svéd-

ország, Spanyolország), az Amerikai Egyesült Államok és az ázsiai térség

vezető országai jelentős potenciállal bírnak a megújuló energetikai fejleszté-

sekben és alkalmazásokban. Széleskörű oktatási és támogatási programokat

indítanak, lehetőséget teremtve e területen is az innovációnak. Nemzetközi

versenyeket, megpályázható, komoly pénzügyi alapokkal rendelkező progra-

mokat és ösztöndíjakat kínálnak, elősegítve ezzel a kutatást és fejlesztést.

Az utóbbi évek egyik ilyen legismertebb és legfontosabb egyetemek közöt-

ti, nemzetközi innovációs versenye a Solar Decathlon, amely 2002 óta kerül

megrendezésre az Amerikai Energetikai Minisztérium és a spanyol kormány-

zat közös szervezésében.

A verseny célja a napenergia és az ezzel összefüggő építészeti megoldá-

sok alkalmazásának elősegítése, népszerűsítése, illetve a zöld technológiák

társadalmi, piaci támogatottságának megteremtése. A verseny során minden

résztvevő egyetemi csapatnak a piaci szereplőkkel szorosan együttműködve

egy kizárólag napenergiát hasznosító, rendkívül energiahatékony, környezet-

tudatos, könnyűszerkezetes lakóépületet kell terveznie és felépítenie.

A közép-európai régióból elsőként

a Budapesti Műszaki- és Gazdaságtu-

dományi Egyetem (BME) diákjaiból álló

csapat nyújtott be sikeres, a versenyen

való indulás feltételeit teljesítő pályá-

zatot, amellyel 2012-ben a verseny ki-

írásnak megfelelően fel kell építenünk a

saját innovatív lakóépületünket. A BME

Solar Dechatlon csapatának aktív tag-

jaként számomra is fontos, hogy jó he-

lyezést érjünk el a versenyen. A projekt

sikerének, illetve az innovatív megol-

dások megszületésének feltétele, hogy

a tervezés és kivitelezés során hatéko-

nyan tudjuk integrálni az egyetem és a

piaci szereplők kutatásait, valamint erő-

forrásait. Az elsődlegesen napenergiát

hasznosító ház megépítését különböző

intézmények támogatása és segítsége

nélkül nem igazán lehet megvalósítani.

A BME a felhasználandó technológiák

egy részét, valamint az infrastruktúrát

biztosítja. A versenyt lebonyolító spa-

1.ábra. Kapcsolt rendszerek, fűtő- és hűtőkör

Hűtés

Fűtés

Napkollektorok

Hőtárolótartály

Hűtőtornyok

Gázkazán

Mikro (CHP)Turbinák

Abszorpcióshűtőberendezés

Fan coil rendszerek

Hűtőtornyok

Yazaki abszorpciós hűtőberendezésWFC SC 10/20

GENERATOR CONDENSER

Dilute Solution

Concentrated Solution

Refrigerant Vapor

Refrigerant Liquid

Cooling Water

Chilled Water

Heat Medium

Napkollektorok

SOLUTIONPUMP

EVAPORATOR

HEAT EXCHANGER

Cooling water

ABSORBERORIFICE

Heat Medium

COOLINGHEATINGCHANGEOVERVALVE

Chilled Water

2.ábra. Abszorpciós hűtőgép a kapcsolt rendszerben

Fan coil rendszerek

Hűtőtornyok

Yazaki abszorpciós hűtőberendezésWFC SC 10/20

GENERATORGENERATOR CONDENSERCONDENSER

Dilute Solution

Concentrated Solution

Refrigerant Vapor

Refrigerant Liquid

Cooling Water

Chilled Water

Heat Medium

Napkollektorok

SOLUTIONSOLUTIONSOLUTIONPUMP

EVAPORATOREVAPORATOR

HEAT EXCHANGERHEAT EXCHANGER

Cooling waterCooling water

ABSORBERABSORBERORIFICEORIFICE

Heat MediumHeat Medium

COOLINGHEATINGCHANGEOVERVALVE

Chilled Water

www.merkapt.huwww.merkapt.hu

11MAGYAR ENERGETIKA 2011/3

www.merkapt.hu A ROVAT TÁMOGATÓJA A MERKAPT KFT.A ROVAT TÁMOGATÓJA A MERKAPT KFT. www.merkapt.hu

nyol egyetem, az Universidad Politécnica de Madrid pénzbeli hozzájárulást

nyújt, míg további külső szponzori támogatást a résztvevő csapatok saját or-

szágaikban a beépítendő technológiák és anyagiak vonatkozásában a szpon-

zoroktól várunk.

Csapatunk célja a verseny kiírásoknak megfelelő innovatív, a magyar-

országi környezeti, társadalmi igényekhez alkalmazkodó, napenergiát hasz-

nosító, a későbbiekben a piacon sikeresen szereplő ház megalkotása. Annak

érdekében, hogy minimalizáljuk a ház környezeti hatásait, helyben elérhető

anyagokat használunk fel, és számos energiahatékony technológiát alkalma-

zunk.

A ház energiaellátása alapvetően három innovatív megoldásra épül. Az

első a hibrid napelem, a napelem és napkollektor integrálása. A második a ház

homlokzatán elhelyezett napelemek egytengelyű mozgatása, amellyel egy fi x

napelem energiatermeléséhez viszonyítva akár 31,4%-os hatékonyságjavulás

is elérhető. Emellett a napkövető rendszer egyedi, formabontó dizájnt tesz

lehetővé. A harmadik kiemelkedő villamos energetikai innovációt a lencsés

napelemes rendszer adja, amely egy fókuszáló lencse segítségével vetíti a

napfényt egy szilíciumszeletre, így a besugárzott napenergia sokszorosára

növelhető. Összességében tehát egy újszerű megoldásokat felhasználó, mini-

mális környezeti terheléssel megépíthető és üzemeltethető, kompromisszum-

mentesen használható, piacképes lakóház felépítésén dolgozunk. Hosszabb

távon reméljük, hogy az általunk kifejlesztett és felhasznált építészeti, tech-

nikai megoldások széles körben, hazai körülmények között is alkalmazhatók

lesznek, ezzel is előremozdítva a fenntartható, zöld építészet, illetve szemlé-

letmód Magyarországon történő elterjedését.

Összefoglalás

A szakmai gyakorlatom során megismert spanyol irodaház kivitelezési mun-

kájában való részvételem megerősítette bennem azt a törekvést, hogy az

egyetemi tanulmányaim alatt minél szélesebb körű tudásra tegyek szert a

megújuló energetika terén. A Solar Dechatlon csapat tagjaként pedig a BME

hírnevét szeretném öregbíteni, és hozzájárulni a projekt sikeréhez. Úgy vé-

lem, a már ismert technológiák szélesebb körű alkalmazása, az innovatív fej-

lesztések és kutatások, valamint azok – a gyakorlati igényekkel összhangban

történő – tesztelése, a megfelelő politikai és gazdasági támogatás révén len-

díthetik előre a megújuló energetika integrálását az építészetbe és az ener-

giaszektorba egyaránt. Jól képzett szakemberek kineveléséhez egyre több, a

megújuló energiafajták elméleti alapjait és gyakorlati alkalmazásukat oktató

egyetemi program elindítása szükséges, valamint elengedhetetlen a műszaki

értelmiség naprakész és széleskörű tájékoztatása az e területen tapasztalható

új tendenciákról. A fenntarthatóság eszméje mentén kialakuló új irányzat – a

„Zöld Gazdaság” koncepció – valósíthatja csak meg országunk közép- és hosz-

szú távú gyarapodásának jövőjét.

Irodalom:

[1] Memoria presentacion nuevos edifi cios de ofi cinas del Grupo Ortiz en el P.A.U. de Vallecas, José María Nates Garay, Madrid, 2008

[2] Arquitectura bioclimática en un entorno sostenible de Neila Gonza-lez, F. Javier, Madrid, 2004.

[3] Desarrollo y evaluación de Tecnologías efi cientes energéticamente en modelos reales del sector terciario aplicadas a la construcción de 3 edifi cios del Grupo Ortiz en el P.A.U. de Vallecas, Madrid, 2008

[4] Medgyasszay P.; Osztroluczky M.: Energiatudatos építés és felújí-tás, Kiadó: Szent István Egyetem Ybl Miklós Főiskolai Kar. Buda-pest, 2000.

[5] Dr. Zöld A.: Energiatudatos építészet, Műszaki Könyvkiadó, Buda-pest, 1999

[6] Magyarország megújuló energia hasznosítási cselekvési terve 2010–2020; Nemzeti Fejlesztési Minisztérium (http://www.nfm.gov.hu/magyarorszagmegujuloenergia)

[7] Az Európai Parlament és a Tanács Irányelvei (http://eur-lex.europa.eu)

[8] A Solar Dechatlon verseny hivatalos honlapja (http://www.sdeurope.org)

Forró füstgáz

Átalakító

Tüzelőanyag

Levegő

Kompresszorfokozat

Rekuperátor

Kiegészítő vezérlések, generátor éscsatlakozási védelem Fogyasztó

csatlakozásHálózati

csatlakozás

Csatoló transzformátor

50 Hz

Tűztér

Hálózatikapcsolat és

védelmi rendszerEgyenirányító és

szűrő

CHPhőhasznosító

4 pólusú, állandómágneses, 3 fázisú

generátor

Nagyfrekvenciásváltóáram(2-3 kHz)

Füstgáz

DC

3. ábra. Capstone C-mikroturbina

www.merkapt.hu A ROVAT TÁMOGATÓJA A MERKAPT KFT.

Forró füstgáz

Átalakító

Tüzelőanyag

Levegő

Kompresszorfokozat

Rekuperátor

Kiegészítő vezérlések, generátor éscsatlakozási védelem Fogyasztó

csatlakozásHálózati

csatlakozáscsatlakozás

Csatoló transzformátortranszformátor

50 Hz

Tűztér

Hálózatikapcsolat és

védelmi rendszerEgyenirányító és

szűrő

CHPhőhasznosító

4 pólusú, állandómágneses, 3 fázisú

generátor

Nagyfrekvenciásváltóáram(2-3 kHz)

FüstgázFüstgáz

DC

12 MAGYAR ENERGETIKA 2011/3

www.e-met.hu ÁRAMÁRAM www.e-met.hu

Haddad Richárd, Karacsi Márk

Elektronikus energiakereskedelem

Cikkünk célja, hogy bevezesse az olvasót az egyre gyorsabban fej-

lődő elektronikus energiakereskedelem kulisszái mögé, rávilágít-

son ennek a Magyarországon viszonylag újnak számító kereske-

dési formának a fontosságára és előnyeire, valamint közérthetően

elmagyarázza a rendszer alapjait, működését.

Árupiacok

A társadalmi-gazdasági fejlődés bizonyos fokán igény jelentkezik olyan

kereskedelmi lehetőségre, ami lehetővé teszi, hogy az értékesítendő árut

az adott ügylet megkötése után – az ár rögzítésével – az eladó a vevőnek

egy jövőbeni időpontban szállítsa (határidős ügylet: „olyan származtatott

ügylet, melyben az ügylet két szereplője kötelezettséget vállal egy termék

jövőbeni adásvételének lebonyolítására a jelenben rögzített feltételekkel,

azaz már most rögzítik az adásvételben szereplő mennyiséget, az árat

(kötési árfolyam), és az adásvétel pontos időpontját”). Ezzel az eladó ga-

ranciát kap arra, hogy a jövőbeni teljesítéskor mekkora bevétele szárma-

zik az értékesítésből, a vevő számára pedig szintén garancia a kialkudott

jövőbeni ár.

Egy ilyen tranzakciónak lehetnek hátrányai: az áraknak a szerződés-

kötést követő változása – ez a változás az egyik felet hátrányosan, a

másikat viszont – ugyanolyan mértékben – előnyösen érinti; illetve a vevő

esetleges nem fizetése vagy az eladó nem teljesítése. Mindezek mellett

viszont sokkal fontosabb az a biztonság, amelyet mindkét fél megkap: a

garantált jövőbeni ár. Így az eladó olyan fix bevétellel kalkulálhat, ami

az ügylet megkötésekor elfogadható nyereséget biztosít számára, míg a

vásárló a termék árának tudatában pontos kiadással tud tervezni. A ki-

számítható, tervezhető kiadások és bevételek nagy jelentőséggel bírnak,

olyannyira, hogy némi többletköltség árán az üzletfelek hajlandók külső,

pénzügyi elszámolási garanciát nyújtó partner bevonására. Ez az elszá-

moló intézmény a tőzsdei elszámoló ház, ahol a megkötött ügyletek biz-

tonságát az ügyfelek mögött álló elszámoló bankok garantálják.

Energiatőzsdék

A mai modern világban is megfigyelhető a piacok, a kereskedelmi és

pénzügyi technikák folyamatos fejlődése. Az Európai Unió direktívái sze-

rint a zárt, az Unió országainak a korábban nemzeti szinten szerveződő

villamosenergia-piacai folyamatosan liberalizálódnak, egyre több pia-

ci szereplőt és tőkét vonzanak. Ráadásul a villamosenergia-termelés és

-felhasználás sokszor nem esik egy országon belülre (például Magyaror-

szág is villamosenergia-importőr, az éves felhasználás 10-20%-át import

adja), ami az országhatárokon átnyúló kereskedelem szükségességét je-

lenti. A villamos energiára pedig fokozottan igaz, hogy mind a termelők-

nek, mind pedig a felhasználóknak különleges értékkel bír a kiszámítható

jövőbeni ár (a villamos energia, mint termék természetéből adódóan a

vásárlóknál – általában termelő vagy szolgáltató cégeknél – sokszor a

termelési vagy működési költség jelentős hányadát képezi, így az üzle-

ti tervezhetőség, a kiszámítható termelés/működés szempontjából nagy

jelentőségű). Mindezek pedig megteremtették az igényt a transzparens

módon, megfelelő teljesítési/elszámolási garanciával bíró határidős villa-

mosenergia-kereskedelemre, ami tipikusan az energiatőzsdéken valósul

meg. A teljesség igénye nélkül néhány példa az Európai Unióban létrejött

energiatőzsdékre:

• Nordpool 1996 (Skandinávia),

• OMEL 1998 (Spanyolország),

• EEX 2002 (Németország),

• EXAA 2002 (Ausztria),

• BELPEX 2006 (Belgium),

• PXE 2007 (Csehország),

• PXE magyar szekciója, 2009 márciusa,

• HUPX, 2010. július 20. (Magyarország).

Az árupiacokon a határidős ügyletek megkötését a jövőbeni árvál-

tozásoktól megóvó fedezeti ügyletek (hedge) és a spekuláció motiválja.

Egy határidős ügylet megkötése viszont nem jelenti azt, hogy a jövőbeni

tranzakció végbe is fog menni: az árutőzsdéken a határidős ügyletek-

nek csupán 2%-a végződik a termékek tényleges szállításával (forrás:

Portfolio.hu füzetek).

Azon fogyasztóknak, akik az egyetemes villamosenergia-szolgálta-

tást nem tudják igénybe venni, lehetőségük van közvetlenül egy eladó-

hoz fordulni, aki lehet maga a termelő vagy egy energiakereskedelemmel

foglalkozó cég, és így egyedi, kétoldalú megállapodás útján úgynevezett

bilaterális szerződést kötni. Továbbá közvetlenül vagy megbízva egy ener-

giakereskedő céget energiaaukciókon is fedezni lehet egy fogyasztónak a

jövőbeni energiaszükségletét. Végül pedig azokban az országokban, ahol

működik a folyamatos szervezett szabadpiaci kereskedés, az energiatőzs-

de lehet a beszerzés helyszíne.

A bilaterális szerződés során a két fél megegyezik az árban és a szál-

lítandó energia mennyiségében, a szállítás körülményeiben. Ebben az

esetben az ár nem publikus, és az ügylet jellemzője egy folyamatosan

fennálló partnerkockázat, mind a vevő, mind pedig az eladó részéről. Az

eladót a vevő esetleges nem fizetése fenyegeti, a vevő kockázata pedig

abban áll, hogy az eladó csődje esetén (ami a mostani gazdasági környe-

zetben sajnos nem elképzelhetetlen) a megvásárolt elektromos energi-

át nem kapja meg. A bilaterális kereskedelem további velejárója lehet a

protekcionizmus: bizonyos vevőknek kedvezőbb áron kínálhat az eladó

egyes termékeket. Mindazonáltal a bilaterális szerződés kapcsán a két fél

ismeri egymást, esetlegesen így következtetni lehet a szerződés alapján

a partner üzleti stratégiájára.

Az aukciók vagy más néven áramárverések a bilaterális szerződések-

hez képest kevesebb teret adnak a protekcionizmusnak, de még itt is

fennáll a veszélye annak, hogy az árverés kiírója nem a piaci kereslet-

www.e-met.hu ÁRAMÁRAM www.e-met.hu

kínálatnak megfelelő árat határoz meg: alacsonyabb ár esetén gyorsan

elkel a felkínált mennyiség, de ez esetben az eladót anyagi hátrány éri

ahhoz képest, mintha a tényleges piaci áron értékesítette volna az elekt-

romos energiát. Ha túl magas az ár, akkor pedig könnyen előfordulhat,

hogy az aukció sikertelen, és a felkínált energiamennyiség nem talál gaz-

dára. A partnerkockázat (esetleges csőd esetén nem fizetés, illetve nem

szállítás képében) továbbra is fennáll, de általában kisebb, mint a bilate-

rális tranzakcióknál. Az aukciós értékesítésekre sem áll fenn az anonim

kereskedés lehetősége.

A harmadik lehetőség az elektromos energia tőzsdei értékesítése. Egy

jól működő, likvid energiatőzsdén a mindenkori árat a kereslet-kínálat

határozza meg. Sem az eladónak nem kell aggódnia, hogy esetlegesen

a piaci ár alatt adott túl az energián, sem pedig a vevőnek, hogy a valós

piaci árnál drágábban vásárolt. A tőzsdei kereskedés során a kereskedők

mentesülnek a partnerkockázattól, az ügyleteket elszámoló bankok ga-

rantálják, illetve szükség esetén a tőzsdei befektetői alap.

A tőzsdén minden kereskedőpartner ugyanazokkal a jogokkal, kötele-

zettségekkel és lehetőségekkel bír. Egy energiaszektorbeli cégtől függet-

len tőzsdeüzemeltető esetén a protekcionizmus kizárt.

További előnye az energiatőzsdének a bilaterális szerződésekhez és az

aukciókhoz képest, hogy a kereskedés folyamatos, az elektromos energia

elvileg korlátlan mennyiségben rendelkezésre áll. A termékek ára és annak

változása publikus, és mindenki számára könnyen hozzáférhető. A tőzsdei

kereskedés támogatja az energiatermelő cégek közötti versenyt, az pedig

az árak csökkenését vonja maga után.

Az energiatőzsdén többféle termékkel lehet kereskedni. A termékek

egyfajta csoportosítása lehet: SPOT és derivatív termékek. A SPOT jel-

lemzője a rövid táv (napon belüli és másnapi szállítású termékek órára

lebontva), míg a derivatív ügyleteknél egy jövőbeli teljesítésre vállalnak

kötelezettséget. Ezek lehetnek: napi, havi, negyedéves és éves periódu-

súak. Ezeknél a termékeknél megkülönböztetünk zsinór- (0-24 h folya-

matos), illetve csúcsidős (8-20 h) termékeket. Fontos megjegyezni, hogy

a derivatív ügyletek többsége nem eredményez fizikai energiaszállítást: a

szállítás időpontja előtt a kereskedők egy ellentétes művelettel felszámol-

hatják az addigi pozíciójukat.

Lássunk egy valós példát határidős tőzsdei energiaügyletre! Tegyük

fel, hogy 2010. október 30-án létrejön egy olyan határidős tranzakció,

amelyben a vevő 10 MW éves zsinórteljesítményt (baseload) vásárol a

2011-es évre az eladótól (a zsinórteljesítmény egész évben folyamatos,

az év minden napján, napi 24 órán keresztül 10 MW teljesítményű fo-

gyasztást jelent). Ez az éves folyamatos teljesítmény energiában kifejez-

ve: 365 nap × 24 óra × 10 MW = 87 600 MWh. Az 1. táblázat egy hipote-

tikus ártáblázat, azt mutatja, hogy 2010 novemberében és decemberében

az egyes napokon milyen áron jegyzik a jövőbeni, 2011-es zsinóráramot.

A tőzsdei kereskedés transzparens és anonim – transzparens, mert a

tranzakció létrejöttekor mindenki láthatja, hogy milyen áron (50 €/MWh),

mekkora mennyiségű (10 MW – 87 600 MWh), milyen típusú (2011-es

éves zsinórteljesítmény) termék talált gazdára. Anonim, ugyanis a keres-

kedőpartnerek nem egymással állnak közvetlenül kapcsolatban, hanem

formálisan az eladóktól a tőzsde vásárolja meg az energiát, és