Rendelkezésére áll 30 milliárd USD és ott a klímaválság. Nukleáris vagy szolár?

Kutatásokból az derül ki, hogy az Egyesült Államok 80%-át el lehetne látni szélenergia, napenergia és 12 órás energiatárolás segítségével, azonban a nukleáris erőművek helyettesítése nem volt pénzügyileg megvalósítható. Várható változás mostanában?

Share Button

 

A Sacramento-i önkormányzati közműcége üzemelteti ezt a 2 MW-os napelem erőművet a most lezárt Rancho Seco nukleáris erőmű területén, Kaliforniában.

Kép: SMUD

 

Az atomenergia csaknem 20%-át adja az Egyesült Államok teljes áramigényének, és körülbelül 50%-át az összes alacsony kibocsátással előállított elektromos áramnak. Továbbá az Egyesült Államok csaknem 100 nukleáris erőművel rendelkezik, amelyek az idő több mint 90%-ában üzemelnek, így ezek adják az áramtermelésünk stabil alapját, amelyre támaszkodhatunk.

Azonban ahogy haladunk előre, úgy tűnik, hogy a nukleáris energia elveszíti fölényét. Áremelkedések, csúszó projektek és lemondások idézték elő azt, amiről kiderülhet, hogy generációs szinten ártott meg a nukleáris erőművek hírnevének. A pv magazine USA korában már bemutatta az iparág árazási modelljeit, a nukleáris eszközök akadozó árképzését.

Most a Georgia Power erőmű – amely jelenleg az ország egyetlen építés alatt álló nukleáris termelő egysége – Vogtle 3-as és 4-es egységeinél további késedelmeket és áremeléseket jelentettek be. Mértéktartó becslések szerint a két 1,117 GW-os létesítmény befejezése legalább 30 milliárd dollárt igényelne, beleértve a 3 milliárd dollár finanszírozási költséget és a 27 milliárd dollárra rúgó építési költségeket.

Szolár + tárolás költségei

Napenergiával és energiatárolással foglalkozó szakértőként tudatában kell lennünk a nap korlátaival, és az energiatárolás költségeivel. Mint tudjuk, a nap le is megy. És bár a kutatásokból az derül ki, hogy az Egyesült Államok 80%-át el lehetne látni szélenergia, napenergia és 12 órás energiatárolás segítségével, azonban az év 365 napjában, a nap 24 órájában, szélben, esőben, hóban, ónos esőben is működő nukleáris erőművek helyettesítése egyszerűen nem volt pénzügyileg megvalósítható.

De igaz ez még ma is?

TRPV-ütemterv

A fenti grafikon mutatja a napelem panelek árait 1976-tól 2019 végéig. Itt láthatjuk, hogy az ár kilowattonként több mint 100 dollárról 99,8%-kal csökkent, majdnem wattonként 20 cent szintre.

Alul láthatók az akkumulátor csomagok árai 2010-től 2020 végééig, a Bloomberg New Energy Finance adatai alapján. Itt megfigyelhetjük a költségek 1191 USD/kWh szintről 137 USD/kWh szintre történő zuhanását, ami több mint 88%-os áresésnek felel meg.

 

Akkumulátor csomagok ára

 

Mindkét esetben arra számíthatunk, hogy az árak továbbra is lefelé tartó trendet fognak követni, mind közép-, mind hosszú távon.

Akkor mekkora kifizetésre kell számítanunk, ha a nukleáris erőművet napenergiára és tárolásra cseréljük le?

30 milliárd USD-nyi forrás

Az új Vogtle reaktorok névleges teljesítménye egyenként 1,117 GW. Ezek durván 90%-os kihasználtsággal fognak működni. A két egység éves szinten 17,6 milliárd szén-dioxid-kibocsátás mentes kilowattóra elektromos áramot fog előállítani. A helyszínen már üzemel két korábban épült nukleáris egység, az 1-es és a 2-es, amelyek 1987 és 1989 óta működnek.

Ahhoz, hogy évente ilyen mennyiségben állítson elő napenergiát, Georgia államnak körülbelül 7,3 GW egyenáramot előállító napelem panelre lenne szüksége, amelyek 26%-os kihasználtsággal működnének. Ez durván 7%-át tenné ki az Egyesült Államokban telepített jelenlegi szolár kapacitásoknak, amelyek jelenleg kicsivel meghaladták a 100 GW szintet.

 

Georgia Power Vogtle 4. egység, a nukleáris reaktor épülete belülről.

Kép: Georgia Power

 

Azonban ez a 7,3 GW egyenáramra vonatkozó adat nem veszi figyelembe az akkumulátor töltési veszteségeit vagy a kevesebb napfényt a téli időszakban. Akkor tekintsünk el az akkumulátor töltési veszteségeitől úgy, hogy a szolár eszközök két harmadát (a tárolandó mennyiséget) túlméretezzük 20%-kal. Következőként vegyük figyelembe a kevesebb téli napsütést azzal, hogy megnöveljük a teljes rendszer kapacitását újabb 20%-kal.

A teljes kapacitásra kapott eredmény ekkor 10,55 GW egyenáram napenergiából.

A két nukleáris erőművet napnyugta és napkelte közötti kiváltása érdekében 16 óra hosszára kell replikálnunk 1,117 GW energiaforrást. A teljes energiatárolási kapacitás 39,3 GWh lesz, amihez biztonsági intézkedésként hozzáadunk további 10%-ot.

Durván számolva ezeknek a szolár + tárolás létesítmények költségei a következők lesznek:

  • 8,4 milliárd USD a 10,55 GW egyenáramú napenergiához, teljes körű telepítéssel wattonként 80 cent
  • 527 millió USD az elektromos hálózat feltételezett fejlesztéseihez, wattonként 5 cent
  • 7,8 milliárd USD a 39,3 GWh napenergia tárolása, teljes körű telepítéssel wattonként 200 USD
  • Összesen körülbelül 16,8 milliárd USD, ösztönzések nélkül

Ezzel Georgia állam most megspórolt magának több mint 13 milliárd USD-t (legalábbis jelenleg).

Néhány mellékkörülmény és ellentmondás…

Csaknem biztos, hogy egy ilyen nagyságrendű szolár létesítmény – durván 10 890 hektár (27 000 angol hold), vagy körülbelül 0,07%-a Georgia állam földterületének – az állam több földtulajdonosát is érinteni fogja. Ha Georgia államban a földbérleti díjak összevethetők a Pennsylvania állambeliekkel, akkor a projekt évente 27 millió USD-t jövedelmezhet a Georgia-i földtulajdonosoknak a következő évtizedek során.

Továbbá a naperőművek az első aláírást követő három éven belül elkezdenek elektromos áramot és árbevételt termelni, az első kapavágást követő két éven belül. Az új Vogtle reaktorok építését 2013-ban kezdték meg (sokkal korábbra tervezték), és az előrejelzések szerint a befejezésre 2022/2023 években kerül sor.

 

A Silicon Ranch 102,5 MW-os Bancroft Station napelem erőműve Georgia államban.

Kép: Silicon Ranch

A nukleáris létesítmény legalább 40 évig könnyen fenntartható, de benne van az akár 80 évnyi üzemeltetés is. Azonban jelentősek a folyamatosan jelentkező üzemeltetési és karbantartási költségei, valamint a 40 év után esedékes modernizálással és a berendezések cseréjével kapcsolatos költségei is. Néha pedig az 1 milliárd dolláros modernizálás is félresikerülhet, és a nukleáris erőművet le lehet selejtezni.

Ezeket a megfontolásokat szem előtt tartva, a szolár + tároló létesítmény modernizálásának költsége 40-80-évnyi élettartammal számolva valószínűleg ellensúlyozza azt a tényt, hogy a szolár létesítmény legalább nyolc évvel korábban kezd el üzemelni, mint egy vele összemérhető nukleáris helyszín. Ráadásul a naperőmű üzemképes élettartama alatt óriási összegeket takarít meg rendszeres üzemeltetési és karbantartási költségek, valamint a szakosodott mérnökök munkavégzési költségei kapcsán.

Amikor az akkumulátorokat és napelem paneleket felújítjuk, csaknem biztos, hogy olcsóbbak lesznek és magasabb hatékonyságúak, a szolár létesítmény élettartamát 50 év fölé fogják emelni. Még egyszer, ez a szolár + tároló rendszer 20%-kal több energiát termel nyáron (amikor a legtöbb áramra van szükség Georgia államban), mert túlméreteztük a télhez.

Végül az lenne a legjobb, ha egészséges lenne az ökoszisztémánk, tiszta energiát előállító rendszerekkel, amelyek közé a nukleáris is beletartozna. Azonban ha a nukleáris kontra szolár költségeiről fogunk vitatkozni, akkor az többé már nem lesz vita tárgya.

Forrás: pv-magazine