A félévkezdés előtt a Magyar Energetikai Társaság Ifjúsági Tagozatának lehetősége nyílt a Mátrai Erőmű meglátogatására. Az üzemlátogatás alatt megnézhettük a naperőművet, a bányát, valamint előadást hallgathattunk meg a lignittüzelésű rendszer elvi és gyakorlati működéséről. Alábbiakban erről olvashattok egy rövid beszámolót...

A Mátrai erőművet mérnöki szempontból sok releváns számmal és tulajdonsággal jellemezhetnénk, amelyek egyben sokszor szárazak és semmitmondóak, még a szakemberek számára is, így csak a legfontosabbak: az erőműben öt lignittüzelésű és kettő gázüzemű blokk található, amelyek összteljesítménye 950 MW. Éves szinten 6000 GWh energiát jelent, ami az országban termelt energia 20%-át teszi ki.

Az erőmű madártávlatból
Forrás: ELMŰ Nyrt.

Az általános lényegi elemeken túl beszéljünk a tüzelőanyagokról. Az erőmű fő „üzemanyaga” a lignit, emellett a tüzelőanyag keverék 10 %-át biomassza alkotja. A lignit a fa és az antracit közötti képződési lánc harmadik eleme, vagyis közelebb áll a növényekhez, mint a szénhez, ezért sokszor szokták virágföld gúnynévvel is illetni. Ennek ellenére a fűtőértéke elég magas, ahhoz hogy gazdaságos legyen kitermelni, emellett még 150 évre elég készlet nyugszik az erőmű környékén. A visontai külszíni fejtésű bányában - amelyben egy kisebb város is elférne - hozzák felszínre a legtöbb lignitet. A legmagasabb és legmélyebb pontok között 130 méter a magasság különbség, amely egy kb. 44 emeletes panelháznak feleltethető meg (kár, hogy nem léteznek 44 emeletes panelházak, pedig a bányában pont jól mutatnának...).

A széntéren 200 000 tonna lignit van elhelyezve, amely 8 napig elég az erőmű üzemeltetéséhez. A legnagyobb ellenség az időjárás, mivel nyáron elviselhetetlen a hőség a zárt tárolóban, télen viszont a hideg miatt a 40% víztartalmú lignit megfagy, amelyet nem lehet szétverni, még szétrobbantani sem. Ahhoz, hogy a tüzelőanyag összefagyását megelőzzék a bányából érkező lignitet 60-100mm nagyságú darabokra őrlik, majd azt a tárolóba (szénhombárba) helyezik, ahol óriási munkagépek azt folyamatosan forgatják.

A bánya és az erőmű között a szállítás egy 6 kilométer hosszú szalagpályán történik. Nem szabad elfelejteni, hogy a bányában minden gép elektromos árammal működik, vagyis az erőmű is fizet villanyszámlát, bármennyire is furcsának hangzik. A bányában használt munkagépek 10% elektromos energiát emésztenek fel abból, amit az erőmű megtermel. Mostani rendszer szerint az előállított energia eladásra kerül, majd az önfogyasztás kielégítése miatt azt az erőmű vezetése visszavásárolja. Mivel a fotovotaikus erőmű által termelt elektromos energiát is 6 kV feszültségszintre transzformálják mint amekkorán a bánya rendszere is üzemel, ezért a legelőnyösebb lenne, ha az erőmű szükségleteinek nagy részét megújuló energiával lehetne fedezni. Annak érdekében, hogy a lignittüzelésű erőmű önfogyasztását fedezni lehessen megújuló energiaforrásokkal a fotovoltaikus erőmű kibővítését 60 MW-ra tervezik.

Leegyszerűsítve a lignit célja, hogy elégetésével a vízből 450 °C-os és 200 bar nyomású gőz jöjjön létre. A gőz segítségével meghajtanak egy turbinát, amely továbbadja forgási energiáját egy generátornak. Indítási szempontból legalább egy hét szükséges ahhoz, hogy az erőmű újra termelőképes legyen, ami azt eredményezi, hogy ott mindig zajlik az élet, még ünnepnapokon is. Emiatt leállítani azt nem szokás, csak abban az esetben, ha az elkerülhetetlen. Ilyen eset volt például, amikor víztartalmának hála a lignit egy erősebb tél folyamán összefagyott a tárolóban, így nem tudták azt megmozdítani még az óriási munkagépek segítségével sem. Egy másik esemény, amely miatt le kellett állítani az erőművet, amikor tűz keletkezett a telephelyen. Bármennyire is meglepő a legtöbb tűzeset cigarettacsikk miatt alakult ki, vagyis technológiai szempontból a lignit égetése biztonságos.

A legkörnyezetszennyezőbb erőmű típusnak a szénerőműveket tartják, ennek ellenére 1974 óta az erőmű vezetése semmilyen környezetvédelmi bírságot nem fizetett. A káros anyagok nagy részét kiszűrik a füstgáztisztítási folyamat során, mint például a salakot és pernyét elektrofilterrel, vagy a ként egy kéntelenítő berendezéssel. Sokan tévesen azt hiszik, hogy az erőműnek kéményei vannak, igazából azok az egész világon használt, magyar eredetű Heller – Forgó hűtőtornyok. Az erőművet egy az Európai Únió vezetése által kiadott rendelet alapján be akarták záratni még 2004-ben, de az ezredforduló idején elvégzett korszerűsítés miatt elvetették az ötletet.

A bánya gyöngye, az exkavátor.
Forrás: ELMŰ Nyrt.

Mi is az a zagy?
A zagy a lignit elégetése során jelen lévő nem éghető, és az égés során keletkező szilárd melléktermékek keveréke vízzel. Ebből óriási mennyiség keletkezik nap, mint nap, így ez tökéletes alapanyaga egy domb felépítésének. Tájvédelmi szempontból a zagyból készült dombok egy bizonyos magasságnál nem érhetnek el többet, emellett azokat újra erdősítik, hogy a vadak is visszatérhessenek korábbi birodalmukba. 

Aki gyakran járja a Mátrai erőmű és ahhoz tartozó bányák környékét, az azt láthatja, hogy dombok jönnek, mennek az évek során. A táj lassú átalakításon megy keresztül az energiaátalakítási folyamatokhoz kapcsolódó eljárások, vagy melléktermékek elhelyezésének szükségessége által. A külszíni fejtés során már teljesen kihasznált bányákat újra be kell temetni, erre tökéletes megoldás a zagytér kialakítása ott.

Felmerül a kérdés, miért is fontosak a zagydombok a naperőmű szempontjából? Történetesen az a közel harminc hektárnyi, 72480 darab napelem egy ilyen mesterséges képződmény tetején helyezkedik el! A beruházás egy kormányrendelet alapján kiadott pályázat támogatásával épült meg, sajnos annak kiírása módosult és a nagyobb beruházásokat, mint az energetikai létesítmények kialakítása ilyen módon már nem támogatják. A pályázatban 15 MW nettó teljesítmény szerepel, az később módosult 16 MW-ra. Az elmúlt 10 év időjárási adatai alapján szoftverek segítségével kiszámították, hogy ennyi a várható teljesítmény, amelyre az erőmű képes. A kialakítás olyan sikeres lett, hogy a naperőmű egy napfényes májusi, vagy szeptemberi hónapban akár 17 MW teljesítmény leadására is képes. Nem szabad elfelejteni, hogy a napelemek nem nyár közepén termelik a legtöbb energiát! Ennek oka, hogy a túlzottan felmelegedett cellákban az elektronok áramlása gátolt, így az összevont átalakítási hatásfok romlik. A lényeg, hogy süssön a nap és nem az, hogy meleg legyen. Ha az időjárás nem változna, akkor ezen a teljesítményen az éves termelés 150 GWh körülire lenne tehető, amely a magyarországi energiaigény 0,3%-a, sajnos ez egy nagyságrendileg kevesebb valójában. A napelemek erőművi élettartama 20 – 25 évig terjed, mivel azok energiaátalakítási hatásfoka az eredeti 80%-ra csökken. Felhasználásuk ezután is lehetséges, de a nagy teljesítményű energiatermelés már nem lesz gazdaságos. 

Napelemfarm a zagydombon
Forrás: ELMŰ Nyrt.

A napelemes energiatermelés hatásfokát az is nagyban befolyásolja, hogy mennyire szennyezett egy napelem felülete. Ha belegondolunk több mint 70 000 darab napelemről beszélünk, amelyek felületének átlagos mérete 1,6 m², vagyis cirka 114 000 m² panel tisztítását kellene megoldani, ami olyan 1500 családi ház felmosásával lehet egyenértékű. Szerencsére a természet ebben is támogatást nyújt. Egy a vihart megelőző lehűlés által kialakult párás idő és egy komolyabb esőzés együttese tökéletes munkát végez tisztítás szempontjából, így emberi beavatkozás emiatt nem szükséges. Persze más tényezőket is figyelembe kell venni, például a növények, fák árnyékolását, amelyből az utóbbi megoldott, hiszen egy dobtetőn található az erőmű. Az előbbi komolyabb gondot okozhat, mivel a gaz ellepheti az alsó paneleket, emiatt a földterület gondozása folyamatosan szükségeltetik.

A következő cikk 2017 október 13-án fog megjelenni, melyben az atomerőművi technológia egy alternatív lehetőségéről, az SMR-ről lesz szó.