Forrás: Uniomedia, E.ON Sajtóanyag
A villamos energia tárolható: ezért nélkülözhetetlenek a jövő hálózatában az energiatárolók
A villamosenergia-szolgáltatásban évtizedeken át alapelv volt, hogy „az áram nem tárolható”, ezért a pillanatnyi termelésnek mindig összhangban kell lennie a pillanatnyi fogyasztással.
A probléma egyre kézzelfoghatóbb, mióta a napenergiával áramot termelő ipari- és háztartási méretű kiserőművek (napelemek) tömegesen kapcsolódnak a hálózatra. Ma a napelemek összes beépített kapacitása már összemérhető a legnagyobb hagyományos erőműveink együttes termelésével. Ugyanakkor a napelemek energiatermelése szorosan függ az időjárástól: borús időben kevesebb elektromos energiát szolgáltatnak, sötétben (éjszaka) pedig szinte egyáltalán nem termelnek áramot. A hullámzó termelés nem feltétlenül esik egybe az ügyfelek felhasználási igényeivel – erre kínálnak elérhető megoldást a hálózati akkumulátoros energiatárolók. Jelenleg az E.ON összesített akkumulátoros tárolókapacitása akár egy Vácrátót vagy Balatonkenese méretű település teljes napi áramigényét is tudná fedezni. Az akkumulátoros tárolóknak azonban nem ez a fő faladata, hanem a termelés és a fogyasztás időkülönbségeinek kiegyenlítése, a hálózati egyensúly biztosítása, és az időjárásfüggő megújulók, mindenekelőtt a napelemek hálózatra termelésének megkönnyítése lokálisan, illetve országos léptékben.
A kihívás: ha nem akkor termelünk, amikor fogyasztunk
Az is probléma, ha több villamos energia van a rendszerben, mint amennyi a pillanatnyi fogyasztás (lenne), meg az is, ha kevesebb. A kihívás a hálózatüzemeltetőknél feszültségingadozások és hálózati instabilitás képében, az energiakereskedelemben pedig a termelés költségeit nem fedező, vagy olykor negatív áramárak formájában jelentkezik (hiszen a fel nem használt, nem tárolható árammennyiséget a termelők kénytelenek akár veszteséggel is értékesíteni). Mindez az ügyfeleknek is kedvezőtlen, hiszen sokszor hálózati zavarban és/vagy az újabb napelemek hálózatra csatlakoztatásának korlátozásában csapódik le, emellett pedig gátolja a megújulóenergia-beruházások megtérülését is.
A megoldás: eltárolni, amikor sok van, és a hálózatra engedni, amikor nagy az igény
Az új fogyasztók és termelők csatlakoztatása megoldható a hálózat bővítésével is, de ez költség- és időigényes, valamint szükségtelen túlméretezésekhez vezet. A gyors és költséghatékony megoldást elsődlegesen az akkumulátoros energiatárolók jelentik. Az akkumulátoros energiatárolás technológiája az elmúlt években párhuzamosan fejlődött a napelemek képességeivel. A technológiai fejlődés mellett az elektromos autózás térnyerésének köszönhetően a tárolók fajlagos költségei is a tizedére csökkentek az elmúlt 15 évben. Ezek az energiatárolók abban segítenek, hogy a napközben termelt, de nem azonnal felhasznált elektromos áramot eltárolják, és visszajuttatják a hálózatba olyankor, amikor a kereslet magas, de a termelés alacsony.
A telepített akkumulátoros energiatárolók működése viszonylag egyszerű: a rendszer az elektromos energiát levegő- vagy folyadékhűtéses akkumulátorokban tárolja. Ezek a rendszerek manapság leggyakrabban lítium ionok segítségével tárolják a villamosenergiát, de léteznek más technológiával működő rendszerek is (pl. nátrium-ion, flow-battery, nikkel-metálhidrid, ólomakkumulátor, nátrium-kén stb.). Amikor a naperőművek csúcsidőszakban nagy mennyiségben termelnek áramot, de a hálózat nem képes mindet felvenni, az akkumulátoros energiatárolók eltárolják a felesleges energiát. A tárolás lehetővé teszi, hogy amikor a kereslet megnövekszik, vagy a termelés csökken (például este), az akkumulátorokból visszaadhassák az energiát a rendszerbe, fenntartva az egyensúlyt a termelés és a fogyasztás között.
Egy nagyobb rendszer részei: a tárolók nem csak helyben segítenek
A feszültségingadozások nemcsak egy-egy ellátási körzetben, hanem országosan is problémát okozhatnak. Ezért az energiatárolókat sem csupán lokális megoldásként alkalmazzák: olyan együttműködő rendszer épül belőlük, amely az egész ország energiabiztonságát és az energiahálózat stabilitását szolgálja. Magyarországon ezt az együttműködést a MAVIR Magyar Villamosenergia-ipari Átviteli Rendszerirányító Zrt. koordinálja. A MAVIR feladata, hogy biztosítsa az ország villamosenergia-hálózatának egyensúlyát, amihez szükség van a különböző szolgáltatók által létesített, vagy akár magántulajdonú energiatárolók együttműködésére. Az akkumulátoros energiatároló rendszerek telepítésében és működtetésében élenjáró E.ON energiatároló-beruházásai nagyban hozzájárulnak ahhoz, hogy a MAVIR a növekvő arányú naperőművi termelés mellett is fenn tudja tartani a hálózat stabilitását. Az energiatárolási kapacitás bővítése elengedhetetlen a megújuló energiaforrások sikeres integrációjához és maximális kihasználásához. Ezek a beruházások nemcsak a rendszer stabilitását erősítik, hanem hozzájárulnak a nemzeti energiastratégiai célok eléréséhez is, és szorosan illeszkednek az Európai Unió és a magyar kormány klímavédelmi és energiabiztonsági célkitűzéseihez is. Ezért a kormányzat uniós és költségvetési forrásokkal, valamint szabályozási eszközökkel is ösztönzi az energiatárolók telepítését, illetve az egyes szereplők együttműködését a stabil hálózati működés fenntartásában.
Az energiatárolók használatakor figyelni kell rá, hogy a gyártók által megadott működési feltételek mellett használjuk az eszközöket. Régebben ez azt jelentette, hogy a tároló kapacitásának alsó és felső részeit nem lehetett hasznosítani, így ténylegesen csak 10 és 90 százalékos töltöttség között lehetett használni őket. A technológia fejlődésével ezek a korlátozások is egyre inkább szorulnak ki az iparágból, azonban az még mindig elmondható, hogy az energiatárolók ideális töltöttségi szintje 40 és 60 százalék között mozog, így lehet a leghosszabb élettartamot biztosítani számukra.
Az E.ON magyarországi energiatároló-beruházásai
Az E.ON Hungária Csoport alapvetően két fő célra alkalmazza az akkumulátoros energiatároló rendszereket. A hálózati integrációs célú tárolók a hálózati paraméterek szabályozásában, a feszültségszintek fenntartásában jutnak szerephez: biztosítják a TSO (átviteli rendszerirányító, MAVIR) és a DSO (elosztórendszeri üzemeltető, E.ON) számára a hálózat stabil, biztonságos, normál üzemeltetését. A piaci alapú tárolók amellett, hogy a fentihez hasonló módon segítenek a hálózat egyensúlyát fenntartani, energiakereskedelmi tevékenységet is folytatnak.
1. Soroksár I. (2018)
A 6 MWh kapacitású, 1,5 milliárdos költségű tároló volt az E.ON tulajdonú ELMŰ hazai energiatároló-beruházásainak zászlóshajó-projektje. Egyben ez volt az első magyarországi nagy teljesítményű, szabályozási célra épített akkumulátoros tároló, amely kereskedelmi üzembe állt.
2. Innovatív energiatároló Zánka (2020)
Az 1,2 MWh kapacitású projekt fő feladata a Balaton nyugati medencéjében a hálózat stabilitásának biztosítása. Itt az igazi kihívást az jelenti, hogy a napelemektől függetlenül is nagy különbség van a nyári csúcsidőszak és a téli hónapok terhelése között.
3. Dúzsi energiatároló (2021)
Az 500 kWh kapacitású létesítmény a napenergia-hasznosítás szempontjából kiemelten kedvező adottságú dél-dunántúli térség hálózati működésében játszik kulcsszerepet.
4. Aszófői energiatáróló – Flex.ON projekt (2023)
Az E.ON innovatív kezdeményezéseit összefogó Flex.ON projektbe illeszkedő tároló 2 MWh-s kapacitása a Balaton középső és keleti medencéjének hálózati egyensúlyát segít fenntartani, kiemelt szerepe van a nyári hónapok egyensúlyának biztosításában.
5. Új akkumulátoros energiatároló Soroksáron (2025)
A soroksári tároló-projekt második fázisa 5,5 MWh kapacitással szintén az ellátásbiztonság növelésében játszik szerepet egy döntően családi házas, sok napelemet használó térségben.
6. További tervezett 1 MW teljesítményű tárolók (2026)
A jelenlegi 15,2 MWh kapacitáson felül az E.ON tervei szerint a közeljövőben további négy hálózati tároló és összesen 12 MWh kapacitás létesül az Észak-Dunántúlon Devecseren, a Dél-Dunántúlon Sáregresen, Pest vármegyében Erdőkertesen és Püspökszilágyon a megújulók (napelemek) fokozottabb integrációja érdekében. Ezzel összesen 27,2 MWh összkapacitás szolgálja majd ki E.ON szolgáltatási területén az ügyféligényeket.
www.eon.hu