Szerzők: Bácsi Attila és Santo Martin, a Makronóm Intézet elemzőinek írása 

A klímaváltozás hatásai nemcsak az egyre szélsőségesebb évszakok miatt, hanem az energiahálózatok működtetésében is új kihívások elé állítják a világot. Az energetikai rendszereket két oldalról is többletterhelés éri. Egyrészt a villamos energia iránti kereslet a széles körű elektrifikáció (például elektromos autók), valamint a hűtési igények megugrásával évről évre dinamikusan növekszik. Ez azt jelenti, hogy

a következő másfél évtizedben a globális villamos-energia-igény várhatóan megduplázódik még a nettó zéró kibocsátás forgatókönyve szerint is (1. ábra), és ezt az energiát a lehető legzöldebb módszerekkel kellene előállítani.

Másrészt a hálózatoknak lépést kell tartaniuk a növekvő terheléssel, ami hatalmas beruházásokat igényel. A bővülő energiaigény fokozott terhelést ró az elavult és nem megfelelően karbantartott hálózatokra, ami sűrűsödő áramkimaradásokhoz vezethet. Emellett az extrém hőség elernyeszti a kábeleket, a túlmelegedett transzformátorok pedig csökkentik a hálózat hatékonyságát, további problémákat okozva az energiaellátásban.

Az éghajlatváltozás okozta zavarok már velünk vannak 

Az éghajlatváltozás szélsőséges időjárási körülményei növelik az áramszünetek bekövetkezésének kockázatát, ugyanis a hálózatok a villamosenergia-rendszer legérzékenyebb elemei. Az európai Copernicus Éghajlatváltozási Szolgálat jelentése szerint a 2024. júniusi átlaghőmérséklet történelmi melegrekordot döntött, ráadásul ez már az egymást követő 12. hónap, amely 1,5 °C-kal meghaladta az ipari forradalom előtti, 1850–1900 között mért globális átlaghőmérsékletet. A ciklonok, valamint a szélsőséges hideg- és hőhullámok egyaránt áramkimaradásokat okozhatnak a hálózat károsodása és a kereslet-kínálat egyensúlyának felborulása miatt. Montenegróban, Horvátországban, Albániában és Boszniában például az idei júniusi kánikula miatti növekvő energiaigény és az elavult infrastruktúra együttesen vezetett többórás áramszünethez, ami a Balkán nagy részét megbénította. A tavalyi nyár óta Egyiptomban rendszeressé váltak az extrém hőség okozta áramszünetek, de Ecuadorban és Indiában is előfordultak jelentős kimaradások az elmúlt hetekben. Mexikóban az áramkimaradások miatt egyre több vállalkozás kénytelen dízelgenerátorokat használni, ami többletköltségeket ró a gazdaságra. A Volkswagen pueblai gyárában például többször is órákra leálltak a termelési folyamatok az áramhiány miatt. A klímaváltozás hatása azonban nem csak a fejlődő országokat érinti. Kuvaitban, a világ egyik leggazdagabb országában egyre gyakoribbak az 50 fokot is elérő hőhullámok, ami miatt a hatóságok kénytelenek voltak bizonyos hálózati blokkokat lekapcsolni, hogy az ország áramellátását stabilizálni tudják. 

Az éghajlatváltozás az extrém időjárási eseményeket is gyakoribbá teszi, amelyek szintén súlyosan megrongálhatják az energiahálózatokat. A texasi Houstonban a Beryl hurrikán milliók számára okozott áramszünetet idén július elején. Ezek az események rávilágítanak arra, hogy a korábbi éghajlati körülményekre tervezett infrastruktúra már nem felel meg a jelenlegi időjárási viszonyoknak: szélsőséges ingadozások közepette kell helytállnia, ami azt jelenti, hogy egyre több hálózat mondja fel a szolgálatot. A helyzet orvoslására az energiahálózatok minden eddiginél átfogóbb fejlesztésére van szükség, hogy azok lépést tudjanak tartani az egyre növekvő igényekkel és a klímaváltozás okozta kihívásokkal. A Bloomberg számításai szerint a nettó nulla kibocsátás eléréséhez 2050-ig a globális hálózatbővítés mintegy 24 ezermilliárd dollárnyi befektetést igényel. 

A megújuló energiaforrások egyre szélesebb körű alkalmazása is jelentős kihívásokat jelent a hálózatokra nézve az éghajlatváltozás mellett. A zöldátállás jelenlegi ütemét figyelembe véve Európában a megújuló energiaforrások fogják szolgáltatni az energia kétharmadát akár már 2035-re (2. ábra). A háztartási napelemek elterjedésével egyre inkább decentralizáltabbá és ingadozóvá válik az energiatermelés. Mindez csökkenti a közművek bevételét, ugyanis a napelemek túltermelését sok helyen felvásárolja a közműszolgáltató, így lényegében egyes felhasználók számára ingyenessé teszik az energiafogyasztást. Az így kieső bevétel akadályozza a hálózat korszerűsítéséhez és karbantartásához szükséges beruházásokat pont akkor, amikor ezek a feladatok kulcsfontosságúak lennének.

A kulcs a hálózatbővítésben és az energiatárolásban van 

Mára az elektromos hálózatok a zöldátállás fojtópontjaivá váltak. A zöldenergiával kapcsolatos befektetések megduplázódtak 2010 óta, viszont a hálózati befektetések szinte változatlanul évi 300 milliárd dolláron stagnálnak. 2023-ban 3000 gigawattnyi kapacitást kitevő, megújuló energiával kapcsolatos projekt várakozott a hálózathoz való csatlakozásra. Eközben a magasfeszültségű hálózatok, például a szabadvezetékek 50-60 éves élettartama jóval meghaladja azokét a berendezésekét, amelyeket összekötnek. Az elektromos berendezések megbízhatósága az öregedésükkel együtt csökken, ami áramszünetekhez, károsodásokhoz és tűzesetekhez vezethet. A hálózat digitális rendszerei, amelyek az ellenőrző és védelmi feladatokat látják el, arányaiban rövid életűek, mindössze 10-20 évre szavatosak, így a hálózat ezen részében a legélénkebb az innováció.

Az energiahálózatok stabilitásának megőrzéséhez legalább ugyanennyire fontos az energiatárolási megoldások fejlesztése is.

A tárolókapacitások bővítése lehetővé teszi a megújuló energiaforrásokból származó felesleges energia eltárolását és későbbi felhasználását, ami csökkenti a hálózati túlterhelés kockázatát. Az energiatárolási technológiák, mint például a lítiumion-energiatárolók, a szivattyús tározók és a hidrogénalapú megoldások fejlesztése és telepítése prioritás a zöld-gazdaságpolitikában. Emellett az energiahálózatok digitalizációja és az intelligens hálózatok alkalmazása – amely érzékelőket és szoftvereket használ a kínálat és a kereslet jobb összehangolása érdekében – szintén segíthet az energiahatékonyság növelésében és a rendszer rugalmasságának javításában. 

A beruházások egyelőre nem haladnak a kívánatos ütemben 

Nem meglepő, hogy a legidősebb hálózatok a legfejlettebb régiókban találhatók, mint például Japánban, az Egyesült Államokban és az Európai Unióban, míg Kínában és Indiában a hálózat döntő része 20 évnél fiatalabb. Az elektromos hálózat fejlesztésére így főleg a fejlett országokban lenne a legnagyobb igény, mégis az ilyen jellegű befektetések átlagosan csak 5 százalékkal nőttek az elmúlt 5 évben. Ráadásul a kiadások elsősorban korszerűsítésekre irányulnak, nem pedig átfogó bővítésre, ráadásul a megvalósítás rendkívül lassú folyamat. Bár az elmúlt évtized hálózatbővítéseinek a harmadáért Kína felelt, mégis 2030-ig Pekingnek kell a legtöbbet beruháznia a világ vezető gazdaságai közül úgy abszolút értékben, mint GDP-arányosan, ha a párizsi klímacélokat tartani szeretnék (3. ábra). Az ázsiai nagyhatalom mellett az Egyesült Államoknak is óriási összegeket kell az elkövetkezendő években hálózatfejlesztésbe fektetni, de szinte minden vezető gazdaságnak évente rá kell szánnia a GDP-je mintegy 0,5-1 százalékát.

A Nemzetközi Energiaügynökség szerint 2040-ig mintegy 80 millió kilométernyi új elektromos hálózat kiépítésére és felújítására lesz szükség, ez a jelenlegi globális hálózat összesített hosszának felel meg. A hálózati befektetések elmaradása vagy késése esetén jóval nagyobb mennyiségű marad a gáz és a szén felhasználása, valamint tovább nőne az áramszünetek jelenlegi, évi 100 milliárd dollárnyi költsége. Az ügynökség számítása szerint a hálózati beruházásoknak 2030-ra megduplázódva meg kellene haladniuk az évi 600 milliárd dollárt, hogy a nemzeti klímacélok elérhetők maradjanak.

A villamos hálózatok karbantartása és fejlesztése a jólét fenntartásának megkerülhetetlen eleme, így a zavartalan működésük biztosítása az első számú prioritások közé tartozik.

A következő évtized nagy kérdése pedig az, hogy a szükséges infrastruktúra modernizációjában az államok mekkora szerepet fognak vállalni. 

Kapcsolódó:

Címlapfotó: Dreamstime