A szivattyús-tározós erőmű-beruházások tőkeköltsége
Kétrészes blogsorozatunkban a közelmúltban létesített, illetve a már tervben lévő európai szivattyús-tározós erőművek tőkeköltségeit vesszük szemügyre. Az első részben áttekintjük az erőműtípushoz kapcsolódó befektetések legfontosabb általános jellemzőit és mérőszámait, a második részben pedig tizenhárom európai ország fejlesztéseit vesszük sorra, illetve hasonlítjuk össze.
A szivattyús-tározós technológia definíciója és a villamosenergia-rendszerben játszott szerepe
A nemzetközi elemzések eredményei egybehangzóan azt mutatják, hogy műszaki és gazdasági szempontból egyaránt a szivattyús energiatározók alkalmazása jelenti a legkedvezőbb és egyben legkiforrottabb energiatárolási megoldást. Ezeknek az erőműveknek a hagyományos funkciója, hogy felveszik és tárolják a kisterhelésű időszakban termelt villamos energiát, majd csúcsidőben visszaadják azt. A terhelés ilyen jellegű kiegyenlítése csökkenti a rendszer szabályozási igényét. Az utóbbi évtizedekben ugyanakkor más funkcióik is előtérbe kerültek, ugyanis a frekvenciaszabályozás és a gyors reagálású tartalék biztosításának hatékony eszközévé váltak. További előnyük, hogy nemcsak a megújuló energiaforrások ingadozó termelését egyenlítik ki, hanem az alapterhelést biztosító erőművek, így az atomerőművek esetleges üzemzavara miatt előálló termeléskiesés hatásait is csökkenteni tudják. A technológia ráadásul fejleszthető, hiszen az új típusú turbinás szivattyúk teljesítménye mind termelési, mind szivattyúzási üzemmódban változtatható, s ezáltal rendszerszabályozási téren tovább növelhető a megoldás rugalmassága. Sőt a közönséges vízerőműveket is át lehet alakítani szivattyús tárolásra, ha a korábbi turbinákat reverzibilis szivattyús turbinákra cserélik, ezáltal pedig elkerülhető, hogy új erőműveket kelljen építeni.
A vízerőmű-beruházások finanszírozásának jellemzői és nehézségei
A Nemzetközi Megújulóenergia-ügynökség (IRENA) és a Világbank elemzései szerint a vízenergia villamosenergia-termelésre történő hasznosítása a megújulóenergia-előállítás egyik legversenyképesebb, legköltséghatékonyabb módja, hiszen nem függ semmilyen üzemanyagtól, ráadásul a vízi erőművek működése nem igényel semmilyen ritka és nehezen elérhető nyersanyagot, illetve csak minimális párolgásból és szivárgásból fakadó vízveszteséggel jár. A vízerőművek élettartama 40-50 év, ám ez karbantartással és felújítással tovább növelhető. Hátrányuk, hogy tőkeintenzív befektetésnek számítanak, engedélyezésük és létesítésük pedig hosszú időt vehet igénybe. A szivattyús energiatározás esetében a tőkeköltség azt a kezdeti beruházási költséget jelenti, amely a tározó létesítmény kialakításához vagy fejlesztéséhez szükséges. Mennyiségét a szakirodalom villamos teljesítményre (kW) vetített egységköltségként vagy az egy napi energiatárolásra (kWh) vetített egységköltségként adja meg. Az ilyen létesítmények tőkeköltsége a következő komponensekből áll: az építmény költsége (például duzzasztógát, turbinagépház, esetleg hajózsilip, hallépcső); az acélszerkezet, a gépészet és az elektromos berendezések költsége; a földterület- és vízhasználati joggal járó költségek, az általános költségek (tervezés és lebonyolítás, szerződéskötés, adminisztráció); a villamosenergia-hálózatra történő csatlakozás költségei; környezetvédelmi költségek; társadalmi költségek (az érintett közösség meggyőzése és kompenzációja); a hatósági, illetve az engedélyezési költségek; valamint az egyéb felmerülő költségek (például megvalósíthatósági tanulmányok, kamatok, és más, nem várt költségek). A lenti ábra azt mutatja be, hogy a tőkeköltségen belül milyen tételekből állnak össze az az építménnyel összefüggő költségek.
Jelenleg a teljes globális tárolókapacitás 95%-a a szivattyús tározási technológián alapszik. Ez több mint 160 GW beépített kapacitást és 9000 TWh tárolási képességet jelent. A szivattyús energiatározók esetében a teljes élettartamhoz viszonyított építési költség magasnak számít, ám ha a kWh-ra vetített költségeket vizsgáljuk, akkor a hosszú üzemeltetési időnek és a sok esetben már meglévő infrastruktúrának köszönhetően ezzel a megoldással kerül a legkevesebbe az energiatárolás. A kezdeti magas beruházási költségek, a viszonylag hosszú (átlagosan 8-10 éves) építési idő és az ebből következő hosszabb távú megtérülés, a villamosenergia-piaci fluktuációk, valamint az esetleges környezeti kockázatok viszont a technológia mindenki által jól ismert előnyei ellenére is elriaszthatják a befektetőket attól, hogy ilyen jellegű projektek megvalósításába kezdjenek. A nemzetközi szakmai szervezetek által publikált tanulmányok következtetései szerint a pozitív piaci előrejelzések nem elegendőek ahhoz, hogy a tőkét a szivattyús-tározós erőművekhez szükséges beruházások felé tereljék, és az ilyen projektek csakis állami beavatkozás révén tudnak versenyképesek maradni. Európában a szivattyús-tározós projektek megvalósítása ennek megfelelően történhet kormányzati finanszírozással, de európai uniós támogatással (közös érdekű projektek, kutatás-fejlesztési programok, zöldkötvények) is – utóbbi esetben viszont igazolni kell, hogy a projekt megfelel a fenntarthatósági kritériumoknak.
A vízenergia gyakran háttérbe szorul a rövidebb megtérülési idejű megújulóenergia-termelési megoldásokkal szemben. Jól mutatja ezt, hogy míg 2022-ben világszinten több mint száz ország rendelkezett rövid és hosszú távú nap-, illetve szélenergia-fejlesztési célokkal és az ezek megvalósításához szükséges pénzügyi ösztönzőkkel, az új és meglévő vízerőmű-projektek esetében ez a szám már harminc alatt marad. Európában a nagy volumenű szivattyús-tározós erőművi beruházások egyik legkomolyabb korlátja, hogy kevés az olyan feltárt helyszín, ahol gazdasági szempontból kifizetődő lenne az erőműépítés, így a kontinensen környezetvédelmi és földrajzi okok miatt sem várható az ilyen kapacitások nagyarányú növekedése. Ezt támasztja alá az alábbi, a beruházások globális tendenciáit bemutató ábra is, amely az építés és engedélyezés alatt álló projektek kapacitásának összemérése alapján Kínán kívül nem jelez előre nagyobb fejlődési potenciált a szivattyús-tározós erőművek számára. Ennek oka az lehet, hogy a technológia érettsége és előnyei ellenére a legtöbb helyen nincsenek meg azok a szakpolitikai keretrendszerek és megoldások, amelyek a befektetések kockázatait csökkenteni tudnák.
Az Európai Bizottság Közös Kutatóközpontjának 2023-as tanulmánya szerint világszinten a nagy tározóval rendelkező vízerőmű-beruházások beépített teljesítményre vetített átlagos tőkeköltsége kW-ként körülbelül 1500 euró, 1000 és 4000 euró közötti szélsőértékekkel. A folyóvízi erőműprojektek tőkeköltsége átlagosan 1400 euró/kW, és az 1000, illetve az 1800 eurós szélsőértékek között mozog. A vízenergián alapuló energiatárolás tőkeköltsége kW-ként átlagosan 2500 euró; a legalacsonyabb ár 1400, a legmagasabb 4000 euró. A kis (10 MW alatti) vízerőműprojektek átlagos tőkeköltsége jellemzően 40-60%-kal magasabb: 5000 euró/kW. A már kiépített infrastruktúra egy részét felhasználó, valamint a meglévő erőművek bővítését célzó beruházások akár 70%-kal is kevesebbe kerülhetnek, mint az új építésű erőművek, mivel jellemzően csak az elektromechanikus berendezéseket kell cserélni bennük. Globális összehasonlításban a beruházási költségek Európában és Észak-Amerikában a legmagasabbak. Ez a relatíve drága munkaerőnek, a beruházás gazdasági megtérülését lehetővé tévő helyszínek alacsonyabb számának és a környezeti hatások csökkentésére irányuló intézkedéseknek köszönhető. Emiatt a zöldmezős vízerőmű-beruházások költsége a jövőben emelkedhet, ám az egyre fejlettebb és hatékonyabb építési technológiák enyhíthetik ezt a tendenciát.
A lenti ábrán a korábban idézett európai bizottsági tanulmány kW-ra vetített költségadatait két lehetséges modellre, egy 600 MW-os és egy 1000 MW-os erőműre alkalmaztuk. E szerint egy 600 MW-os szivattyús-tározós erőmű tőkeköltsége 840 millió és 2,4 milliárd, egy 1000 MW-osé pedig 1,4 milliárd és 4 milliárd euró között alakul; a beruházás átlagos értéke az első esetben 1,5 milliárd, a másodikban 2,5 milliárd euró.
Az általános tendenciák áttekintése után a szivattyús-tározós erőművekkel foglalkozó sorozatunk következő részében az Európában üzemelő, illetve tervezett erőműveket vizsgáljuk meg alaposabban teljesítmény, valamint költségek szempontjából.
