A megújuló energiatermeléssel kapcsolatos közéleti megnyilatkozásokban Magyarországon is visszatérő okosság, hogy „este nem süt a nap”, azaz egy fokkal szakmaibb megfogalmazásban a szél- és napenergia ingadozó és kiszámíthatatlan kínálata nem képes folyamatosan és megbízhatóan kielégíteni az – ingadozó, de azért jellemzően kiszámítható – energiaigényt, ezért a megújulók legfeljebb kiegészítő forrásként, az alapszolgáltatást nyújtó hő- vagy atomerőművek mellett alkalmazhatók.

Ez az állítás azonban az akkumulátorok hatékonyságának és kapacitásának gyors javulása nyomán egyre kevésbé igaz. Ennek az egyik legjobb példája manapság az egyesült államokbeli Kalifornia állam, ahol az utóbbi néhány évben kiépített jelentős tárolókapacitásoknak köszönhetően a napenergia az esti csúcsidőben is egyre növekvő szerepet játszik: az utóbbi hónapokban a naplemente utáni áramigény több mint negyedét is a megújuló források többletét begyűjtő ipari akkumulátorok fedezték. 

Az akkuk betáplálása egyes időszakokban már a földgázt és az atomenergiát is megelőzte, azaz egyelőre – rövid távon és mérsékelt hatékonysággal, de – a tárolási problémák kezdenek megoldódni.

Az ipari akkumulátortelepek létesítése Európában is megindult, és a következő években gyors növekedést jósolnak az iparági elemzések. Ezt azonban rövid távon a hálózatok túlterheltsége, az egyes tagállamok összetett szabályozása és az ezen beruházások által kínált egyéb szolgáltatások iránti alacsonyabb igény is lassítja, a technológia pedig egyelőre Amerikában is csak fogyasztási csúcsidőben versenyképes a földgázzal.

A gáz helyett kezdtek bele

Kalifornia a nyugati világban élen jár az ipari akkumulátorok alkalmazásában: míg 2018-ban csupán 500 volt, idén tavaszra 10300 megawattra nőtt a telepített tárolókapacitás, amely nagyjából tízmillió kaliforniai háztartás áramigényét képes fedezni pár esti órára. Ebből 8700 az áramszolgáltatók, ezer a lakossági és 600 megawatt az üzleti felhasználók részesedése. Az év végéig további 3800 megawattot terveznek telepíteni, és 2045-ig 52 ezer megawattos, azaz 52 gigawattos kapacitás kiépítése a terv – a 3,9 ezer milliárd dolláros, azaz India és Japán szintjén álló állami össztermékkel (GDP) bíró Kalifornia eddigre teljes mértékben a megújuló forrásokra akarja átállítani energiarendszerét.

Tavaly 54 százalék volt a megújulók részaránya, idén tavasszal, március és május között átlagosan 63 százalék volt a szél-, nap- és vízenergia-kínálat, napközben pedig gyakran meghaladta a 100 százalékot is. Ebben a helyzetben az ipari akkumulátorkapacitások gyors fejlesztése fontos szerepet játszott a rendszer hatékony működtetésében, és a nappali többlet felszívásával és rövid távú tárolásával kiterjesztette a napenergia felhasználhatóságát. Áprilisban és májusban az esti csúcsidőben, hét és tíz óra között az áramigény 20–25 százaléka akkumulátorokból érkezett (az alábbi ábrán narancssárgával jelölve). 

Since 2020, California has installed more giant batteries than anywhere in the world apart from China. They can soak up excess solar power during the day and store it for use when it gets dark, partially replacing fossil fuels. https://t.co/P17jlImQXx pic.twitter.com/IScAq4pa6z

— The New York Times (@nytimes) May 7, 2024

Az akkuparkok másik előnye, hogy képesek hatékonyan kezelni a kereslet és kínálat átmeneti esését vagy megugrását: Kaliforniában például egyes időszakokban rövid távon hétezer megawatt leadására is volt példa; az Egyesült Királyságban pedig az akkumulátorok képesek voltak stabilizálni a hálózatot, amikor tavaly decemberben hirtelen és súlyos kimaradás történt egy, Franciaországból áramot szállító vezetéken.

A kaliforniai telepítések egy 2019-es állami program keretében indultak meg igazán, amikor komolyabb bezárási hullám indult a rendszer mai napig fontos pillérét adó gázerőművek között. Az állam vezetése az energiahiánytól tartva a tárolási kapacitások gyors növelésére ösztönözte a szolgáltatókat. Miután a tárolás jó biznisznek bizonyult a napenergiát is erősen támogató államban, a telepítések az utóbbi években felgyorsultak.

Texasban is beindult

Hasonló folyamatok indultak meg Texas államban, amely erős republikánus politikai többsége és jelentős olajipara miatt nem éppen a megújuló energia támogatásáról ismert Amerikában és a világban. Ennek ellenére a nap- és szélenergia fontos szerepet játszik a texasi energiahálózatban, és az akkumulátorkapacitások fejlesztése is gőzerővel folyik: tavaly év végén 5,6 gigawatton állt, és idén további 6,4 gigawatt telepítése a cél, az év végére tehát megközelítik majd Kaliforniát.

Ebben az állam sajátos energiarendszere is szerepet játszik. Texas a szövetségi kormánnyal és általában véve az állami szabályozással kapcsolatos helyi averzió miatt saját, teljesen liberalizált, egyes szolgáltatóknál a lakossági piacon is dinamikus árazással működő energiarendszert tart fent. Emiatt átlagban olcsóbb az áram, de a rendszer felügyeletének lazasága, illetve az extrém időjárási jelenségek gyakoriságának növekedése miatt egyre gyakrabban rogy meg a helyi hálózat. 

Emiatt az akkutelepítés arrafelé eleinte elsősorban az átmeneti problémák kezelését, a gyakori kimaradások áthidalását volt hivatott segíteni. Texasban a másik hajtóerő a „spekuláció” volt: a szabad energiapiacon nagy termelési volumennél rendkívül olcsó az energia, de amikor beüt a krach, akkor hirtelen megugranak a dinamikus árak, nem ritka a megawattóránként ötezer dolláros (1,8 millió forintos) ár sem. Emiatt azokon a helyeken, ahol gyakoriak a kimaradások és az ehhez hasonlóan elszabaduló árak, jó biznisz akkumulátortelepekkel hasznot húzni a jelenségből.    

Texasban a nap helyett a szél dominál, az áramtermelés negyedét adják a szélturbinák. Miután a szél éjszaka is létező időjárási jelenség, Texasban gyakran az ellenkező a helyzet, mint Kaliforniában: az akkutelepek a szélturbinák éjszakai termelését gyűjtik be, és a reggeli és délelőtti fogyasztási csúcs idején értékesítik az áramot.

Maradtak gyermekbetegségek

Ezzel együtt az akkutelepítéseknek bőven maradtak ellenzői. Egy gyakori kifogás Kalifornia rendszerével szemben, hogy a helyi energiaárak magasak: az államban az áram a harmadik legdrágább az Egyesült Államok ötven állama közül.

Miután más, hasonló mértékű megújulóenergia-termelési kapacitásokkal bíró amerikai államokban a legolcsóbbak között van az áram, ez részben arra enged következtetni, hogy a tágabb szabályozási és energiaárazási rendszer következménye a magas kaliforniai ár, nem a megújulók és az akkumulátorok sara a drágaság. Ugyanakkor a Bloomberg tavalyi elemzése szerint a jelenlegi árak és hatékonysági mutatók mellett a napenergia és akkumulátorok kombinációja az alapellátást illetően még nem versenyképes a földgázzal, és egyelőre csak csúcsidőben éri meg, amikor a kifejezetten a magas keresleti időszakokra szakosított kisebb (és emiatt kevésbé hatékony) gázerőműveket jelentik az alternatívát.

Az akkumulátoros megoldás terjedését saját sikere is korlátozza. Az akkumulátorok először a legkevésbé hatékony gázüzemű erőműveket árazzák ki a piacról, így terjedésükkel Kaliforniában csak a hatékonyabb szolgáltatók maradnak talpon. Ebből fakadóan egy bizonyos ponton túl az akkumulátoroknak a legjobban menedzselt gázerőművekkel kell versenyezniük, ami a mai technológiai színvonalon még nem reális – bár az is tény, hogy az akkuk és napelemek gyorsan fejlődnek technikailag, fajlagos áruk pedig csökken.

Szinén korlátozza a technológia lehetőségeit, hogy az akkutelepeket ma 2-4 órás időtartamig éri meg alkalmazni, ezen túl jelentősen nő az energiaveszteség és csökken a profitráta – miközben az időjárási ingadozások ennél nagyobb, esetenként akár több hetes periódusokra is áthidaló kapacitásokat követelnek, nem is beszélve a téli és nyári napenergia-termelés jelentős különbségeiről. 

Egy másik probléma, hogy az olcsó akkumulátorok (illetve az azokat tápláló napelemek) nagyrészt Kínából jönnek, a kínai importot azonban stratégiai okokra hivatkozva egyre keményebben próbálja korlátozni a kormány. Joe Biden elnök zöldenergia-ipart támogató törvénycsomagja ugyan jelentős pénzt ígér a hazai termelés felpörgetésének, de ezeken a területen akkora a kínai ipari dominancia, hogy rövid távon nem reális azt amerikaira váltani. Így tehát az akkumulátorok terjedésére a Biden által nemrég ismét felizzított kereskedelmi háború is hatással lehet.

Mindemellett az akkutelepek esetében hatványozott kockázatot jelent az akkumulátorok gyúlékonysága: egy nagyobb létesítmény esetében nem kizárható egy katasztrofális tűzeset lehetősége, ami a telepek társadalmi elfogadtatását is nehezíti.

Európa is elkezdett felzárkózni

Az ipari akkumulátorparkok kiépítése lassabban, de Európában is beindult, 2023 végéig 7,1 gigawatt (7100 megawatt) kapacitás épült ki, de ez a jelenlegi piaci folyamatok alapján 2030-ra hétszeresére, 50 gigawattra nőhet. Ám a technológia fejlődése, a hatékonyság növekedése és a fajlagos költség csökkenése ellenére az ipari akkumulátorok európai elterjedése előtt jó néhány piaci és technikai kihívás áll.

A délben és kora délután bőséges, ebből fakadóan olcsó napenergia elraktározása és magasabb árakkal kecsegtető esti leadása csak az egyik bevételi forrása a szektornak. Mint a texasi példa mutatja, hasonlóan fontosak a hálózatüzemeltetők számára nyújtott egyéb szolgáltatások, például a komolyabb átmeneti hálózati kimaradásokból fakadó kilengések kiegyensúlyozása. Az Egyesült Államokban az akkuparkok eredetileg az átmeneti kimaradások kezelésére kezdtek elterjedni a 2010-es években, és számos üzemeltető számára még mindig ez jelenti a fő bevételi forrást, miután vészhelyzetben (például nagyfeszültségű vezetékek meghibásodása vagy erőművek leállása) a hálózat stabilizálása jól fizet. Európában azonban ez a piac gyerekcipőben jár, ezért az akkuparkok bevételi csatornái szűkösebbek, a beruházási kockázat magasabb.

Kapcsolódó probléma az európai szabályozás széttagoltsága, illetve hiánya. Az európai uniós Energiaszabályozók Együttműködési Ügynöksége (ACER) jelentése szerint az energiatárolásra vonatkozó szabályok nincsenek egyértelműen kialakítva az uniós jogrendben, ami a szektor túlszabályozásához, egyes esetekben a tagállami rendszerek közötti ellentmondásokhoz vezet, bizonytalanná téve az üzleti környezetet. Németországban például a helyi szabályozás egyszerre tekint felhasználóként és termelőként az akkuparkokra, emiatt a hálózati csatlakozásért kétszer kell fizetniük az érintett cégeknek.

Az akkuk terjedését az elektromos hálózatok túlterheltsége, illetve lassú fejlesztési üteme is hátráltatja. Németországtól Amerikán át Kínáig a megújuló források felhasználásának régi problémája, hogy az állam hiába kezdte ösztönözni a nap- és szélerőművek telepítését, a villamos hálózatot nem készítette fel az ezek által jelentett többletterhelésre, az ingadozások kezelésére. Ebben a hosszas engedélyeztetési folyamatok, helyi ellenkezés és vélt vagy valós környezetvédelmi aggályok miatt rövid távon nem is várható változás a kontinensen, ezért aztán addig is a biztosan környezetkárosító hőerőművek termelnek.

Emiatt az Egyesült Államokban tavaly mintegy 1,7 gigawattnyi nap- és szélenergia-termelő kapacitás maradt parlagon, mert a villamosenergia-átviteli hálózat felkészületlensége miatt nem kaptak engedélyt a csatlakozásra. Az Egyesült Királyságban még rosszabb a helyzet, ott egyes nagyobb nap- és szélerőmű-projektek esetében a jelen állás szerint 10-15 éves várakozási idővel kell számolni – ebből fakadóan pedig jelenleg nem is nagyon érdemes belekezdeni a beruházásokba. Ezek a hálózati elégtelenségek az akkuparkok kapcsolódását is hátráltatják, és a beruházások gyors növekedésével ez a következő években is szűk keresztmetszetet jelent.

Ezzel együtt az akkuparkokra szánt állami támogatások értéke és a magánszektor beruházási kedve is növekszik. Tavaly 64 százalékkal 8 milliárd euróra nőttek az energiatárolási beruházások az Európai Unióban, bár egyelőre a több mint 300 milliárdos teljes zöldenergia-kiadások kis részét teszik csak ki. Olaszország uniós támogatásból 17,7 milliárd eurós programot indított 9 gigawattnyi tárolókapacitás kiépítésére; a német RWE energiaszolgáltató Hollandiában és otthon is több nagy beruházást indított; a háztartási akkumulátorok használata is gyorsan terjed Nyugat-Európában. Németországban a jelenlegi tervek szerint 2028-tól elkezdhet kiépülni egy, a termelés, tárolás és felhasználás hatékonyabb elosztását lehetővé tevő kapacitáspiac, ami nagyot lendíthet a fenti szabályozási problémák megoldásán.

Kapcsolódó cikkKapcsolódó cikkEzentúl csak akkor lesz napelem a magyar háztartásokban, ha a hozzá tartozó akkumulátorra nagy támogatás járA jelenleg zajló háztartási napelempályázat egy dolgot már a lezárása előtt bizonyított: akkumulátorok nélkül többé nem kerülnek napelemek a háztetőkre.

Kapcsolódó cikkKapcsolódó cikkMegvan a rés a pajzson, engedélyeztethető egy erkélynapelem MagyarországonA telepítéshez egyórányi villanyszerelő munka kell, de más nem, így mostantól akár a társasházi lakóknak is könnyen lehet napelemük.

Kapcsolódó cikkKapcsolódó cikkNem volt életszerűen kitalálva a napelemes támogatási program, máris módosítjákA jelek szerint a szakmának sikerült meggyőznie a minisztériumot, hogy a piaci körülményeknek megfelelően alakítsa a feltételeket.

G7 támogató leszek! Egyszeri támogatás / Előfizetés

Világ akkumulátor egyesült államok kalifornia megújuló energia napenergia zöldenergia Olvasson tovább a kategóriában