

Zöld Energia
Új fúziós rekord a JET berendezés utolsó trícium üzemanyaggal végzett kísérleteiben
Magyar kutatók és mérnökök a HUN-REN Energiatudományi Kutatóközpontból, több mint 20 évig vettek részt a JET kísérleteiben.
A Joint European Torus (JET), a világ egyik legnagyobb fúziós berendezése, fúziós energiát állított elő és megdöntötte az egy plazma kisülésben megtermelt fúziós energia világrekordját. Ezek a kiemelkedő eredmények jelentős állomást jelentenek a békés célú magfúziós kutatásokban mind fizikai, mind mérnöki szempontból.
A JET utolsó deutérium-trícium kísérletei (DTE3) során a rekord kisülésben 5,2 másodpercen keresztül szabadult fel folyamatosan a fúziós energia, ami 69,26 megajoule hőenergiát eredményezett, mindössze 0,21 milligramm üzemanyag felhasználásával. A JET egy tokamak típusú berendezés, amely erős mágneses teret használ egy úszógumi alakú plazma összetartására. Dr. Fernanda Rimini, a JET Senior Exploitation Manager és JET Scientific Operations vezetője elmondta: „Egyedülálló módon képesek vagyunk rutinszerűen létrehozni fúziós plazmákat ugyanazzal az üzemanyagkeverékkel, amelyet a későbbi kereskedelmi erőművek használnak majd. A JET ezzel is bizonyítja a több évtizedes kutatóprogram sikerét.”
A fúziós energiatermelésre irányuló kutatásokban leggyakrabban a két nehéz hidrogénváltozatot, a deutérium és a trícium gázokat használnak üzemanyagként. Amikor a deutérium és a trícium egyesül, hélium és hatalmas mennyiségű energia szabadul fel – ez a reakció a jövőbeli fúziós erőművek alapja.
Ambrogio Fasoli professzor, az EUROfusion programvezetője (vezérigazgató) azt mondta: „A jövőbeli nagy fúziós berendezések, például az ITER és a DEMO alap működésének sikeres demonstrációja növeli a fúziós fejlesztésekbe vetett bizalmat. Ezt az erőfeszítést az új energiarekord elérése is hitelesíti. Az új rekord felállításán túl olyan dolgokat is elértünk, amelyeket korábban soha, és kísérletek mellett elmélyítettük a fúziós plazma viselkedését leíró fizika tudásunkat.”
Dr. Zoletnik Sándor, a HUN-REN Energiatudományi Kutatóközpont, Fúziós Plazmafizika Laboratóriumának vezetője a magyar hozzájárulást méltatta: A magyar kutatók és mérnökök több mint 20 éve vesznek részt a JET-en végzett tudományos kutatásokban, többek között egy gyorskamera rendszer és egy atomnyaláb diagnosztika fejlesztése, üzemeltetése és adatainak interpretációja volt a feladatunk. Bár decemberben a berendezés 40 év munkaviszony után nyugdíjba vonult, a munka nem állt meg: a JET adatainak kiértékelése még hosszú éveket vesz majd igénybe, öröksége pedig a fúziós reaktorok következő generációin is érezteti majd hatását.
Az EUROfusion(amelynek A HUN-REN Energiatudományi Kutatóközpont a magyar tagja) több mint 300 tudóst és mérnököt foglalkoztat az Egyesült Királyság Atomenergia Hatóságának (UKAEA) oxfordi telephelyén, akik mind hozzájárultak ezekhez a mérföldkőnek számító kísérletekhez, bizonyítva a JET nemzetközi csapatának páratlan elkötelezettségét és szakértelmét.
Az eredmények megerősítették, hogy a JET kulcsszerepet játszott az utóbbi évtizedek fúziós kutatásaiban, amik majd elvezetnek egy biztonságos, alacsony szén-dioxid-kibocsátású és fenntartható energiaforrás kifejlesztéséhez a jövő számára. Sir Ian Chapman, a UKAEA vezérigazgatója azt mondta: „A JET olyan közel működött az erőművi körülményekhez, amennyire csak lehetséges egy mai berendezéssel, és az öröksége minden jövőbeli erőműre hatással lesz. Kritikus szerepe van abban, hogy közelebb hozzon minket egy biztonságos és fenntartható jövőhöz.”
A JET kutatási eredményei közvetlen következményekkel járnak nemcsak az ITER – a Dél-Franciaországban épülő fúziós reaktor – számára, hanem az Egyesült Királyság STEP prototípus erőművére, az európai demonstrációs erőműre (DEMO), és más globális fúziós projektekre, amelyek mind a biztonságos, alacsony szén-dioxid-kibocsátású és fenntartható energiatermelést célozzák a jövőben.
Pietro Barabaschi, az ITER főigazgatója, azt mondta: „A JET rendkívül hasznos volt az ITER előfutáraként: új anyagok tesztelésében, új komponensek innovatív fejlesztésében, és különösképpen a deutérium-trícium üzemanyaggal végzett fúziós kísérlek mérési adatainak előállításában. Itt elért eredmények közvetlen és jelentős hatással vannak az ITER projektre, igazolják, hogy jó irányba haladunk, és lehetővé teszik, hogy gyorsabban érjük el céljainkat. Személyes megjegyzésként szeretném hozzáfűzni, hogy számomra nagy megtiszteltetés volt néhány évig a JET-nél dolgozni, ahol sok kivételes embertől tanulhattam.”
A JET több mint négy évtizeden át játszott kulcsszerepet a fúziós program előmozdításában, jelképezve a nemzetközi tudományos együttműködést, a mérnöki kiválóságot és az elkötelezettséget a fúziós energiatermelés kiaknázására. A reaktorban lezajló folyamatok hasonlóak ahhoz, mely a Napot és a csillagokat is táplálják. A JET 2021-ben világrekordot állított fel, 2023-ban pedig 5 másodpercen keresztül tartó nagy teljesítményű fúziós energiatermelés lehetőségét demonstrálta. A JET első deutérium-trícium kísérletei 1997-ben zajlottak.
A berendezés átlép életciklusa végső szakaszába, amikor leszerelik és újrahasznosítják az arra alkalmas részeket. 2024 februárjában azonban egy ünnepséggel tisztelegnek majd az alapítók előrelátása és az együttműködés szelleme előtt melyek sikerre vitték a berendezést. A JET által elért eredmények – a jelentős tudományos mérföldkövektől az energetikai rekordok felállításáig – a létesítmény időtálló örökségét bizonyítják a fúziós technológia fejlődésének történetében. Hozzájárulása a fizikai és mérnöki tudományokhoz döntő szerepet játszott a fúziós energia fejlesztésének felgyorsításában, amely biztonságos, alacsony szén-dioxid-kibocsátású és fenntartható része lesz a világ jövőbeli energiaellátásának.
A fúziós energia üzemanyagáról
A deutérium bőségesen rendelkezésre áll, és kinyerhető a vízből. A trícium a hidrogén radioaktív változata, körülbelül 12 éves felezési idővel. A trícium előállítható például lítiumból.
Az utolsó deutérium-trícium kísérletekről (DTE3)
A deutérium és a trícium üzemanyaggal végzett kísérletek harmadik köre 2023 augusztus 31-től október 14-ig tartott hét héten keresztül. Három területre összpontosítottak: plazmafizika, anyagtudomány és neutron méréstechnika. A JET fúziós energia rekordja annak köszönhető, hogy sikerült megfelelő tapasztalatot szerezni a deutérium-trícium plazmák üzemeltetésében. Ezeket a kísérleteket elsősorban arra tervezték, demonstrálják azt az üzemmódot deutérium-trícium környezetben, ami berendezés falát érő hőterhelést minimálisra csökkenti. Ezek az eredmények kulcsfontosságúak lesznek az ITER plazma üzemmódjainak tervezéséhez.
40 év fúziós tudomány
A JET a világ eddigi legnagyobb és legsikeresebb fúziós kísérlete volt, az Európai Fúziós Program központi kutatóintézete. A JET a Culham-i UKAEA kampuszon található, ahol több mint 31 európai laboratórium együttműködése eredményeként üzemelt a EUROfusion konzorcium irányításával – európai szakértők, diákok és tudományos személyzet részvételével -, az Európai Bizottság társfinanszírozásával. 1983-as alapítása óta a JET áttörő eredményeket ért el a biztonságos, alacsony szén-dioxid-kibocsátású és fenntartható fúziós energiatermelés felé vezető úton, mely válasz lehet a világ jövőbeli energiaszükségleteire.
Működése során a JET kulcsfontosságú eredményeket szolgáltatott a fúziós plazma bonyolult viselkedéséről, lehetővé téve a tudósoknak az ITER, a nemzetközi fúziós kísérlet, és a DEMO, az európai fúziós közösség által jelenleg tervezett demonstrációs fúziós erőmű tervezését. Az európai együttműködésben felépített és közösen üzemeltett JET 2021 októberében az UKAEA tulajdonába került. Júniusban ünnepelte fennállásának 40. évfordulóját, és 2023 végén fejezte be tudományos működését.
A fúziós energia potenciálja
A fúzió, amely a csillagok, így a mi Napunk energiaforrása is, tiszta, alaperőművi energiaellátást ígér hosszú távon, kis mennyiségű üzemanyag felhasználásával, mely világszerte egyenletesen elérhető, illetve olcsó anyagokból előállítható.
A deutérium és a trícium az egyszerű hidrogén atom két nehezebb variánsa, azért választjuk ezeket üzemanyagnak, mert ezeknek a legkönnyebben megvalósítható földi körülmények között a egyesülése. A 150 millió Celsius-fokos hőmérsékleten a deutérium és a trícium fúzionál, és egy hélium atommag, illetve egy neutron keletkezik hatalmas energiafelszabadulás mellet, bármilyen üvegházhatású gázkibocsátás nélkül. A fúzió eredendően biztonságos, mivel az energiatermelés nem tud megszaladni, és nem termel hosszú felezési idejű, nagy aktivitású radioaktív hulladékot.
Forrás: Energiatudományi Kutatóközpont

Zöld Energia
Inkább a szomszéd, mint a napsütés számít, amikor napelemet telepítünk a tetőnkre
A Miskolci Egyetem kutatói megvizsgálták, mi befolyásolja a háztartási napelemek telepítését, és meglepő eredményekre jutottak.

Spóroljon a villanyszámláján! Kérje ingyenes napelem kalkulációnkat itt! (x)
Szokásainkról, preferenciáinkról árulkodik a vizsgálat, egyúttal felfedi azt is, hogy hol terhelik a lakossági betáplálások legjobban az elektromos hálózatot, és hol vannak “hideg foltok”, ahol még biztosan elférne jó pár napelem. Ez azért is fontos, mert a Nemzeti Energia- és Klímatervben 2030-ig további 4000 MW kapacitás telepítését vállaltuk.
Az előrejelzések szerint a napelemes kapacitások további növekedése várható a világon, elsősorban a csökkenő beruházási költségek miatt. Az IRENA jelentése szerint 2023-ban egy 1 kW-os napelemes rendszer kiépítésének összköltsége 758 USD volt, ami 86%-os csökkenés a 2010-es 5310 USD-hoz képest és bőven versenyképes bármilyen fosszilis energiaforrásra épülő technológiával. A napelemes rendszerek segítenek csökkenteni az energiaimporttól való függőséget, hozzájárulnak a klímavédelemhez, emellett segítenek megvédeni a fogyasztókat az energiaárak ingadozásától. Illeszkednek az energiabiztonság, környezeti fenntarthatóság és méltányosság elvárásaihoz. Teljesítményük azonban jelentősen időjárásfüggő, ami komoly kihívást jelent a villamosenergia-rendszerek üzemeltetői számára.
Napelemes rendszerek Magyarországon
A napelemes piac Magyarországon az elmúlt néhány évben jelentősen megnőtt, ami elsősorban ezen rendszerek csökkenő költségeinek, az ösztönzőknek és a megfelelő földrajzi elhelyezkedésnek köszönhető. Mérföldkőnek számított 2010, amikor a teljes napelemes kapacitás elérte az 1 MW-ot. 2020 után ezen rendszerek telepítése erősen felgyorsult, melyhez az újonnan elfogadott energiastratégia, az elérhető támogatások, a koronavírus (COVID-19) világjárvány, a 2021–2022-es energiaválság és az orosz-ukrán háború okozta bizonytalanság egyaránt hozzájárult.
Az Eurostat adatai szerint a napenergia 2022-ben a bruttó villamosenergia-termelés 13,2%-át tette ki Magyarországon, míg az uniós tagállamokban ez az arány átlagosan 7,4% volt. Az így megtermelt villamosenergia egyik része ipari méretű (50 kW feletti), másik része háztartási méretű napelemes rendszerekből (50 kW-ig terjedő PV-rendszerek) származik. A MAVIR adatai a teljes napelemes kapacitás 2024-ben már 7551 MW volt, melyből a háztartási méretű napelemes kapacitás (pontosan beépített teljesítőképesség) 2024. harmadik negyedévében 2613 MW a 2023-ig igen kedvezőnek mondható szaldóelszámolási rendszer, továbbá a telepítésre igénybe vehető támogatások eredményeként.
Ez azt is jelenti, hogy nagyjából a lakott lakások 6,2%-a van felszerelve háztartási méretű napelemes rendszerrel. A napenergia a jelenlegi energiastratégiánk hangsúlyos részét képezi, a felülvizsgált magyar Nemzeti Energia- és Klímaterv 2030-ra összesen 12 000 MW beépített PV-kapacitást irányoz elő.
Mi befolyásolja a napelemes rendszerrel rendelkező háztartások elhelyezkedését?
Valószínűleg elsőre mindenki olyan befolyásoló tényezőkre gondolna, mint a napsütéses órák száma, a lakosság jövedelmi helyzete, az épületek fizikai jellemzői (társasház vs. családi ház, tájolás, tető típusa, stb.). Meglepő módon ezeknek az objektív tényezőknek jóval kisebb szerepe van, mint mondjuk a lakosok végzettségének, vagy akár a véletlennek. Persze a véletlen is inkább csak látszólagos, sok-sok nehezen számszerűsíthető tényezővel a háta mögött. Ilyen például a 2022. október 31. utáni betáplálási stop, mely során a közcélú hálózatba történő feltáplálásnak a lehetősége ideiglenesen felfüggesztésre került. Ezt csak 2024. január 1-vel oldották fel (413/2022. (X. 26.) és 461/2023. (X. 5.) Korm. rendelet). Ugyanakkor a 2022. október 31. napját megelőzően tett igénybejelentések alapján megvalósított háztartási méretű kiserőművekre ez nem vonatkozott. Mivel erre vonatkozóan részletes térbeli adatok nem állnak rendelkezésre, így ez nehezen ellenőrizhető. A másik tényező – amit utánzásnak (vagy másnéven imitációs effektusnak) hívunk – nagyon hasonló, arra utal, hogy a települések a szomszédaikhoz képest követő magatartást folytatnak. Ez kis hazánkban lefordítva azt jelenti, hogyha a szomszédnak van, nekem is kell.
Az objektíven meghatározható tényezők közül egyértelműen kiemelkedik a végzettség szerepe, vagyis a napelemek arányának növekedése a képzettség javulásának függvénye. Ezt követi a viszonylag új (2000 után épült) lakások és a 100 négyzetméteres, vagy ennél is nagyobb alapterületű lakások aránya. Fontos a beépítettség is, vagyis minél nagyobb a járások települései belterületének aránya a közigazgatási területhez viszonyítva, annál kisebb a napelemek aránya. A sűrű városi lakásállomány a hagyományos napelemek telepítésének egyik fő akadálya a korlátozott hely (a magas épületek tetejét más magas épületek árnyékolhatják, illetve az épületek teteje eltörpül a homlokzatuk mellett) és a lakósűrűség miatt, a tetőszerkezetek tájolása gyakran nem ideális, a jogszabályok és a helyi előírások pedig megnehezíthetik a nagy társasházakban a lakók (tulajdonosok és bérlők) által létrehozott energiaprojektek és energiaközösségek létrehozását.
Tehát azokon a településeken várható a napelemes rendszerek magas aránya, ahol relatíve új, nagy alapterületű, alapvetően családi házas jellegű lakások vannak magasabb végzettséggel rendelkező lakosokkal. Most már csak azt kell megtudnunk, hogy hol vannak ezek.
A háztartási méretű napelemes rendszerek térbeli elhelyezkedése
A napelemes háztartások térbeli eloszlása messze nem egyenletes az országban. Az alábbi térképen a háztartási méretű napelemes rendszerek számával módosítottuk a járások területének nagyságát, míg a felület színezésével ábrázoltuk a száz háztartásra jutó rendszerek arányát.

A háztartási méretű napelemes rendszerek számának és száz háztartásra jutó arányának térbeli képe, 2023
Az országra jellemző magas fokú koncentráltság ebben az esetben is tetten érhető. A háztartási méretű napelemes rendszerek számát tekintve a főváros, illetve agglomerációja, a megyei jogú városaink járásai, valamint a Balaton térsége emelkedik ki. Ehhez képest kevés rendszerrel a megyehatár menti belső, illetve a határmenti külső perifériák járásai rendelkeznek.
Ha a háztartási méretű napelemes rendszerek számát a háztartások számához viszonyítjuk, akkor a Budapesti agglomeráció, illetve a Balaton térsége mellett még meg kell említeni a Gárdonyi, Bólyi és a Mórahalmi járásokat is. Ez utóbbi két járás arra utal, hogy az üdülőhelyek viszonylag kiemelkedő helyzete mellett más szempontok is fontosak lehetnek.
Hideg és forró pontok, összetartó szomszédok
Tovább finomíthatók az eredmények, ha a járásokat, nemcsak önmagukban vizsgáljuk, hanem szomszédjaikkal hasonlítjuk össze. A napelemes rendszerrel rendelkező háztartások elhelyezkedése se nem véletlenszerű, se nem egyenletes, forró és hideg pontokat azonosíthatunk. A színek segítenek az értelmezésben. Piros jelöli azokat a klasztereket, ahol mind a járásban, mind azok szomszédja(i)ban az országos átlaghoz képest több napelemes háztartás található, kék nyilván, ha kevesebb. Halványkék és rózsaszín színt akkor látunk, ha az adott járás negatívan vagy pozitívan eltér a környezetétől.

A háztartási méretű napelemes rendszerek arányának járási szintű térbeli klaszterei (2023, Local Geary mutató)
32 darab, piros színű járást látunk a térképen, összefüggő területeket alkot Bács-Kiskun, Győr-Moson-Sopron, illetve Vas vármegye jelentős része. 40 darab, kék színű járás egyértelműen hideg pontjaként azonosítható: Budapest 01., 05., 06., 07., 08., 09., 13. és 14. kerületei, az Edelényi, Kazincbarcikai, Ózdi, Putnoki, Salgótarjáni, Mátészalkai, Kunhegyesi, Szolnoki és a Törökszentmiklósi járások tartoznak ide. Ezek a hideg területek jóval kiterjedtebbek, nemcsak Északkelet-magyarországi, hanem délnyugati periférikus járások is bele tartoznak. Rózsaszín jelölést kapott a Hajdúböszörményi és a Paksi járás, ezek a környezetüktől pozitív értelemben eltérő járásnak. A környezetüktől negatívan eltérők közé Budapest 16. kerülete, a Veszprémi, Enyingi és az Esztergomi járások tartoznak.
Következtetés és konklúzió
A napelemes rendszerek társadalmi elfogadottsága kiemelkedő, megfizethetősége mellett a technológia egyéb társadalmi-gazdasági előnyei is rendkívül vonzóvá teszik az alkalmazását a háztartások számára. Az előnyök társadalmi szinten is láthatóak, a prosumerré váló háztartások sokkal tájékozottabbak energetikai kérdésekben, megváltoztatják és az okosmérők segítségével racionalizálják energiafelhasználási szokásaikat és támogatóvá válnak a környezetvédelmi tevékenységekkel, mozgalmakkal kapcsolatban.
Joggal merülhet fel a kérdés, hogy az eredmények alapján mely területekre lenne javasolt a további napelemes kapacitások telepítése, hogy elérjük a Nemzeti Energia- és Klímatervben meghatározott 12 000 MW-os célszámot. Kicsit több, mint 4000 MW-ról beszélünk. Mindenképpen érdemes lenne megvizsgálni a halványkékkel (Budapest 16. kerület, Enyingi, Esztergomi, Veszprémi) és a rózsaszínnel jelölt járásokat (Hajdúböszörményi, Paksi). Ez előbbiek olyan területi egységek, ahol az adottságok megfelelőek, de mégsem terjedtek el a napelemes rendszerek, valószínűleg valami hiányzik (pl. a korábban leírt utánzás nem működik, betáplálási stop van, stb). Feltételezhetően célzott támogatásokkal könnyen lehetne változást elérni. Jó példaként szolgálhatnak a rózsaszínnel jelölt járások, ahol a szomszédoknál magasabb értékeket tapasztalunk.
-
Zöld Energia1 hét telt el a létrehozás óta
Két nagy európai esemény, egy közös üzenet: változás jön a napenergia-piacon
-
Zöldinfó1 hét telt el a létrehozás óta
Jelentősen esett a panellakások iránti érdeklődés
-
Zöld Energia1 hét telt el a létrehozás óta
Stratégiai fordulat Európában: változik a technológia és fenntarthatóság jövője
-
Zöld Energia7 nap telt el a létrehozás óta
Hogyan építhető naperőmű a világ egyik legkeményebb környezetében?
-
Zöldinfó5 nap telt el a létrehozás óta
Úttörő jellegű beruházás lenne a kiskunhalasi geotermikus erőmű megépítése