Hamarosan a magyar villamosenergia-rendszer minden szintjén tömegével jelenhetnek meg az akkumulátoros energiatárolók, ami a pozitív klímahatásokon túl további kedvező következményekkel járhat a felhasználók számára.

A villamosenergia-rendszer modern társadalomban betöltött jelentőségét nehéz túlértékelni: az elektromos hálózat a lakosságot és a gazdaságot energiával ellátó rendszer gerince, melynek jelentősége folyamatosan növekszik. Az elektrifikációs trendet elsősorban a – döntően villamos energiává alakítva hasznosítható – megújuló energiaforrások alapvetően klímavédelmi szempontok és intézkedések által hajtott terjedése mozgatja, amit már a gazdaságossági és ellátásbiztonsági megfontolások is egyre inkább támogatnak. A megújulóenergia-termelő technológiák eleinte támogatásokkal elősegített, ma már spontán fejlődése és terjedése azonban új feladatokat jelölt ki, és elérte azt a kritikus szintet, amely már az energiaelosztás és -felhasználás területén is elodázhatatlanná teszi az új szemléletű teljes átalakítást. A digitalizációval megtámogatott változások eredményeképpen olyan, korábban rendszerszinten marginális szerepű technológiák törnek előre, és tesznek szert óriási jelentőségre, mint az akkumulátoros energiatárolók.

A hagyományos megoldások már nem elegendők

Az időjárásfüggő megújulóenergia-termelő kapacitás gyors növekedése által a villamosenergia-elosztó hálózatban és rendszerszinten okozott kihívások már nem kezelhetők kizárólag a hagyományos rendszer-, illetve hálózatfejlesztési eszközökkel. A probléma leegyszerűsítve az, hogy szemben a hagyományos (fosszilis és nukleáris) erőművekkel az időjárásfüggő megújuló források termelése ingadozik, és nem alkalmasak a folyamatos (zsinór-)áramtermelésre. Ezért, míg a tradicionális szempontok alapján megtervezett, ma működő villamosenergia-rendszerben a termelés folyamatosan a fogyasztási igényekhez igazítható – amit főleg gáztüzelésű kapacitások ki- és bekapcsolásával oldanak meg –, addig a termelési mix egyre nagyobb részét kitevő megújulók dominálta új szisztémában ugyan ez az eljárás továbbra is használatban van, de a fenntarthatósági, illetve a gazdaságossági szempontok miatt helyüket egyre inkább új megoldások veszik át.

Kapcsolódó bejegyzések

Működnek az ösztönző intézkedések, csúcsra jár a napenergia

Az ITM mai közleményében Kaderják Péter, energia- és klímapolitikáért felelős államtitkár elmondta, hogy Magyarország 2020-ban rekordokat dönt a környezetbarát napenergia hasznosításában.

A nap- és szélenergia váltakozó és bizonyos fokig mindig kiszámíthatatlan elérhetősége miatt ezen új megoldásokban az energiatárolásnak kitüntetett szerep jut. Az energiatároló gyűjtőfogalma számos technológiát foglal magában, melyek többsége a régóta használt szivattyús-tározós vízerőművektől eltekintve csak az utóbbi években indult gyors fejlődésnek, mivel korábban, a hagyományos erőművek uralta rendszerben egyszerűen nem volt igény a villamos energia nagyobb mennyiségű tárolására. E körben mindenekelőtt a különféle akkumulátoros energiatároló technológiákat kell megemlíteni, de a villamos energia hosszabb távú energiatárolásában a jövőben a zöld, illetve tiszta hidrogén is megkerülhetetlen tényező lesz a várakozások szerint. A mérnökök a szivattyús-tározós vízerőművek működésének alapját képező gravitációs elvet alkalmazva is izgalmas új megoldásokat fejlesztenek.

Hosszabb távon több energiatároló technológia elterjedése várható, melyek egymást kiegészítve járulhatnak hozzá a villamosenergia-ellátás biztonságához, fenntarthatóságához és megfizethetőségéhez. Ezek közül először a néhány órás vagy napos tárolásra alkalmas akkumulátorok terjedhetnek el tömegesen a megújulós erőművek, mindenekelőtt az ezek közt vezető szerepet elért fotovoltaikus napelem-technológia, illetve az elérhető energiatároló technológiák jellegére és fejlettségére tekintettel. A napelemes rendszerek ugyanis gyakorlatilag bármilyen méretben telepíthetők néhány tized wattól a gigawattos nagyságrendig. Modularitásukhoz, egyszerű skálázhatóságukhoz egyetlen másik villamosenergia-termelő technológia sem fogható, miközben fajlagos költsége a legalacsonyabbak között van, és ez a jövőben még inkább így lehet.

Minden az energiatárolás mellett szól

A napenergiára és a többi megújulóra is jellemző, a hagyományos erőműveknél jóval kisebb átlagos rendszerméret, a felhasználóknak a központi hálózattól való, részben költségokok motiválta erősödő függetlenedési törekvése, az átviteli és elosztó hálózatok kiegyenlítésében az időjárásfüggő források által okozott kihívások, a fogyasztói szokások ezzel párhuzamos átalakulása, valamint a digitális technológiák gyors fejlődése mind az akkumulátoros energiatárolók gyors térnyerése irányába mutatnak. Az akkumulátorok – lekövetve némileg a napelemek által tört utat – a gyorsan körvonalazódó új energiarendszer több szintjén is tömegesen léphetnek be, sokoldalú alkalmazhatóságukkal az egyes szinteken eltérő funkciót betöltve.

A folyamat már háztartási és még inkább hálózati szinten elkezdődött, és bár a napelemek terjedésének korai szakaszához hasonlóan a tárolóberuházások egyelőre támogatás nélkül gazdaságilag még többnyire nem életképesek, ez a villamosenergia-árak és a tárolóberuházás költségigénye függvényében sok helyen már változóban van. Az új, tiszta technológiák fajlagos villamosenergia-termelési költsége egyre inkább meg fogja határozni az áramárakat is, de egyelőre a hagyományos erőművek szerepe e téren is meghatározó, lásd az európai áramárak 2021 nyarától nagyrészt a gázpiaci kínálati szűkület miatti emelkedését. Bár a földgáz súlya az európai árammixben csak 20% körüli, az árampiaci szabályok miatt az árak kialakulásában a legnagyobb költségű komponens szerepe a leginkább meghatározó, márpedig ez éppen a földgáz.

A földgáz a rendszer kiegyensúlyozásában betöltött szerepe miatt is várhatóan még jó ideig kiemelkedő jelentőségű lesz a villamosenergia-ellátás fenntartásában. Ahogyan azonban az energiatároló technológiák terjednek, ezek fajlagos költsége is egyre alacsonyabb szintekre ereszkedik, ami a villamosenergia-, illetve a kiegyenlítőenergia-árakat is mérsékelheti. A méretgazdaságosságból és a technológia fejlődéséből adódó, a kezdeti szakaszban támogatásokkal elősegített folyamat (tanulási görbe) a napelemeknél, illetve az elektromos autókban már tömegesen alkalmazott lítiumion-akkumulátoroknál jól megfigyelhető.

A háztartási akkumulátoros energiatárolók terjedését elsősorban a függetlenedési szándék hajtja azokban az országokban, ahol a lakosság nagy részét kitevő jómódú háztartások piaci áramárakat fizetnek. Ezért Magyarországon jelenlétük még szemmel alig látható (a lakossági napelemes pályázatként ismert konstrukció ezek telepítését is támogatja), de Európában 2021-ben már minden újonnan telepített 10 napelemes HMKE-re 2,7 új háztartási energiatároló rendszer telepítése jutott. Az új telepítéseket tekintve az Európában piacvezető Németországban 2021-ben 150 ezer új háztartási akkumulátoros energiatárolót telepítettek 1,3 GWh kapacitással (ez az európai piac 59%-a), ami a megelőző évhez képest 81%-os növekedés.

Néhány év alatt több 100 MW-ra bővülhet a kapacitás

Az akkumulátoros energiatárolók gyorsabb elterjedésére lehet számítani Magyarországon is az energiapiaci szereplők körében, ebbe beleértve a lakossági felhasználókat is magukba foglaló energiaközösségeket is. Már csak azért is, mert az ezek telepítését támogató pályázat megjelenése is várható. A tervezett célcsoportot az energiakereskedők, az aggregátorcégek, az erőművek, az ipari fogyasztók és a vállalkozások jelentik. Az energiaközösségek fogyasztását és termelését összefogó és nagyobb, mérethatékonyabb egységekben kezelő aggregátorok által közvetve tehát a lakossági felhasználók is érdekeltek.

Ebben a körben a tárolóberuházások megvalósításának motivációja már némileg eltérő. Az ebben a körben néhány MW-os nagyságrendben már Magyarországon is jelen lévő energiatárolókat a piaci szereplők alapvetően kétféle módon tudják használni. Egyrészt a kapacitás segítségével az áramtőzsdén új kereskedési lehetőségek nyílnak előttük, amelyek segíthetnek termelésük, illetve bevételeik optimalizálásában. Például azokban az órákban, amikor napelemeik a felhasználásukhoz képest túltermelnek, betárolják az aktuálisan felesleges energiamennyiséget ahelyett, hogy veszni hagynák, vagy az ilyen időszakokra jellemző nyomott áron értékesítenék. A betárolt villamos energiát vagy egy részét aztán az esti csúcsidőszakban jóval magasabb áron értékesíthetik a piacon, vagy el is fogyaszthatják. Azon túl, hogy ez magasabb bevételt eredményezhet a termelők, illetve az aktív felhasználók számára, egyúttal az árampiaci árakat kisimító, kiszámíthatóbbá tevő hatása is van, hiszen a magasabb árazású időszakokban növelve a kínálatot lefelé nyomja az árakat.

Másrészt a tárolókapacitás hozzájárulhat a villamosenergia-rendszer egyensúlyának megőrzéséhez is. A tervezett hazai pályázat például előírja, hogy a kedvezményezettek a tárolót bevezessék a rendszerszintű szolgáltatások piacára, amelyet a rendszerirányító (Mavir) üzemeltet annak érdekében, hogy az ellátásbiztonság előre nem látható események közepette is biztosítható legyen. A Mavir többféle biztonsági (szabályozási) tartalékot tart fenn, illetve vásárol (köt le) a piaci partnerektől, amelyek többlet és hiány – vagyis termeléskiesés, például erőművek üzemzavara – esetére is mozgásteret adnak a rendszerirányítónak.

A háztartási energiatárolókat is bevonhatják

Az energiatárolók a hálózat – részben szintén az időjárásfüggő megújulók által előidézett – feszültségtartási problémáinak megoldását is elősegíthetik. Ebben azonban nem az energiapiaci szereplőknél telepítendő tárolók vennének részt, hanem az átviteli- és elosztói engedélyes társaságok hálózati energiatároló telepítései, amelyeket Magyarországon egy másik pályázat támogat. Hasonló célokra a jövőben a háztartási energiatárolók, sőt akár az elektromos autók akkumulátorai (lásd V2G) is bevonhatók lehetnek a fogyasztó oldali válasz keretében, valamilyen ezt ösztönző szabályozás, kedvezmény, illetve díj segítségével.

Az energiapiaci szereplők, valamint a hálózati társaságok körében – jelentős részben az uniós forrásból megvalósuló, a helyreállítási alap felszabadulásáig a kormány által előfinanszírozott pályázati támogatások segítségével – a következő néhány évben több 100 MW-nyi új akkumulátoros energiatároló létesülhet itthon is.

Kiemelt kép: canva