Sg.hu - Az áramkábel-hiány: Az energiaátmenet alattomos kihívása

Az elektromos jövő egyik legnagyobb akadálya nem a szoftverekben, hanem a réz és műanyag világában rejlik. Ahogy a globális közösség átlép a fosszilis tüzelőanyagok korából a megújuló energiák birodalmába, nem csupán napelemekre és akkumulátorokra van szükség, hanem egy olyan köztes struktúrára is, amely összekapcsolja ezeket az elemeket. Ez a struktúra nem más, mint az elektromos hálózat, amelynek legfontosabb elemei az áramkábelek. Azonban az egyre növekvő kereslet, a geopolitikai feszültségek, valamint az energiarendszerek korszerűsítésének lassúsága világszerte komoly nyomást gyakorol a nagyfeszültségű kábelek előállítására. Miért nem képesek a kulcsszereplők gyorsabban bővíteni gyártókapacitásaikat?

A globális energiaátmenet gyorsulásával párhuzamosan a megújulók felé ugrásszerűen nőtt a kereslet az ipari léptékű, nagyfeszültségű (HV) áramkábelek iránt. Ezekre a kábelekre nemcsak a hagyományos hálózatok bővítéséhez van szükség, hanem például tenger alatti kapcsolatokat igénylő offshore szélerőműparkok, országközi áramkereskedelmi projektek és a szigetüzemű hálózatok összekapcsolása során is. Claes Westerlind, az NKT nevű, dániai székhelyű kábelgyártó vállalat vezérigazgatója szerint a nagyfeszültségű kábelek gyártása ma már kritikus szűk keresztmetszetet jelent a villamosítás globális programjában. Az NKT Európa egyik meghatározó gyártója, és Westerlind tapasztalataiból világosan kirajzolódik: az iparág összetettsége és beruházásigénye lassítja a szükséges bővítést.

Az otthoni konnektoroktól eltérően az ipari kábelek sokkal összetettebb technológiával készülnek. Egy 25 cm átmérőjű nagyfeszültségű kábel akár egy teljes atomerőmű energiáját is képes továbbítani - miközben akár kézzel is megérinthető anélkül, hogy áramütés veszélye állna fenn. Ehhez azonban a legmagasabb fokú elektromos és mechanikai szigetelésre van szükség. A kábel lelke a vezető (jellemzően réz vagy alumínium), amely nem tömör, hanem több száz apró drótszálból áll, azaz egy kötélszerű szerkezet. Erre több rétegű szigetelés kerül, amelyet különleges tornyokban - például az NKT svédországi, 200 méter magas gyárában - extrudálnak rá a vezetőre. Ez a vertikális gyártási eljárás azért szükséges, mert a gravitáció torzíthatná a szigetelőréteg formáját, ami elektromos szempontból végzetes lehet.

Az energiaátviteli infrastruktúra hagyományosan váltakozó áramot (AC) alkalmaz, azonban az utóbbi időszakban egyre inkább előtérbe kerül az egyenáramú (DC) megoldás. Ennek hátterében az áll, hogy hosszú távú szállítás esetén (több mint 100 km) az AC kábelek hatékonysága jelentősen csökken, mivel a folyamatos töltési és kisütési ciklusok következtében jelentős energiaeltérés lép fel. Ezzel szemben a DC kábelek nemcsak alacsonyabb veszteséggel működnek, hanem pontosabb szabályozást is lehetővé tesznek, így akár hálózati vészhelyzetek kezelésére is alkalmasak. Westerlind megfigyelése szerint a HVDC technológia iránti igény 2015 óta drámai mértékben megnőtt – jelenleg az új, jelentős projekteket tekintve az esetek 80-90%-a már egyenáramú rendszerekre épül.

A szárazföldi és tenger alatti kábelek nem csupán a környezeti tényezők miatt különböznek egymástól. A tengeri kábeleknek kifejezetten víznyomás- és korrózióálló kialakítással kell rendelkezniük, vízzáró burkolattal és acél páncélzattal, hogy ellenálljanak a tengeralatti fektetés során fellépő fizikai igénybevételnek. Ezeket a kábeleket hatalmas hajókon szállítják; például az NKT új, építés alatt álló kábelhajója akár 23 000 tonnányi kábelt is képes egyetlen út során mozgatni. A gyártási és szállítási logisztika miatt a nagy feszültségű tenger alatti kábeleket csak tengerparti, mélyvízi kikötők közelében lehet telepíteni, ahonnan közvetlenül a hajókra kerülnek.

Bár a kereslet folyamatosan emelkedik, a kábelgyártók, mint az NKT, a francia Nexans vagy az olasz Prysmian, nem tudják egyik napról a másikra megduplázni a termelési kapacitásukat. Ennek hátterében az áll, hogy egy új gyártósor felállítása, különösen a nagyfeszültségű kábelek esetében, rendkívül költséges folyamatot jelent, melynek beruházási igénye több száz milliótól akár milliárd euróig terjedhet. Ráadásul a megtérülés időtávja általában 20-30 évre rúg. A gyártók számára a korábbi tapasztalatok is figyelmeztető jelként szolgálnak, hiszen az iparág néhány szereplője már a 2010-es évek elején is pórul járt, amikor a kereslet elmaradt a várakozásaiktól. Emiatt a gyártók ma már csak akkor mernek új bővítésekbe fogni, ha biztos vevői ígéretek állnak rendelkezésre. Pozitív fejlemény azonban, hogy több európai ország, valamint szabályozó hatóságok és rendszerirányítók hosszú távú keretszerződéseket kötnek, ami máris elindította a beruházási kedvet. Az NKT például az elmúlt két évben több mint 1,8 milliárd eurót fektetett be a kapacitások bővítésébe.

Egy másik kritikus aspektus Kína megjelenése az iparágban. Az ázsiai országban ugyan egyre több HVDC vezeték épül, de Westerlind szerint a kábeltechnológia tekintetében még nem érték utol az európai gyártókat. Ugyanakkor figyelmeztet: ha a nyugati világ továbbra is engedi, hogy kínai cégek államilag szubvencionált árakon jelenjenek meg a hazai tendereken, miközben az európai vállalatok nem kapnak hasonló hozzáférést a kínai piachoz, az hosszú távon veszélyeztetheti az iparág stratégiai függetlenségét. Ez különösen fontos az energiahálózatok mint kritikus infrastruktúra szempontjából - hiszen az elektromos ellátás ma már nem csupán gazdasági, hanem biztonságpolitikai kérdés is. Szerinte további két kulcslépés kellene az energetikai átállás sikeréhez, és ez a modulariziáció, mert bár a kábelek döntő többsége egyedi tervezést igényel, bizonyos mértékű szabványosítás csökkentheti a költségeket és gyorsíthatja a gyártást, másrészt anyagmegtakarítást eredményező fejlesztések, mert minden megtakarított gramm réz több kilométeren jelentős költségcsökkentést eredményezhet.