A GTM Research tanácsadó cég elemzése szerint idén duplázódik az USA energiatárolási piaca, és a Bloomberg New Energy Finance azt jósolja, hogy a piaci szegmens nagysága hat alkalommal fog kétszeresére nőni 2030-ig. Sam Arie, a UBS elemzője a Financial Times-ban pedig kifejti, hogy amíg 2010-ben három pennybe került egy vízforralónyi víz felforralása alternatív energiával, 2020-ra ez fél pennyre fog csökkenni.
A zöldenergia előállítása egyre inkább gazdaságos, így az ágazat kevésbé függ a kormányok támogatásaitól. A megújuló energiát hasznosító erőművek egyre nagyobbak, gyakoriak a cégfelvásárlások, egyesülések. A közüzemek hagyományosan a nemzeti piacra korlátozódnak, ám a zöldenergia korszakában a térkép másként fog kinézni, nemzetek feletti szereplők határozhatják meg. Sam Arie szerint a két korszak közötti átmenet végén járunk. Olcsó működtetés A Magyar Energetikai és Közmű-szabályozási Hivatal (MEKH) jóváhagyta az első hazai energiatárolói engedélyt, amelyet az Elmű-Émász csoport egyik tagvállalata szerzett meg. A nagy teljesítményű, energiaszabályozási célra épített akkumulátoros tároló kereskedelmi üzemének tervezett kezdete idén október. A soroksári alállomáson az ENTÁR-1 nevet kapott létesítmény 10 MW beépített névleges teljesítőképességgel bír, névleges tárolókapacitása 6,095 MWh. – Ez körülbelül kétszáz Nissan Leaf elektromos autó kapacitása, a mennyiség akkora, hogy egyetlen feltöltéssel körbeutazhatnánk a Földet. Ennyi áramot használ el egy átlagos magyar háztartás két és fél év alatt – sorolja az adatokat Barbír Norbert, az Elmű-Émász villamosmérnöke. – Két szabványméretű konténerben helyeztük el a 21,120 darab lítium-ionos cellát, a technológia hasonló a mobiltelefonokban és az elektromos autókban működő akkumulátorokéhoz, csak egy-egy cella nagyjából egy tégla méretének felel meg, két kilogrammos, tárolókapacitása pedig huszonötszöröse egy mobiltelefon-akkumulátorénak.
A cellákat a Samsung gyártotta, a műszaki megoldás szállítója pedig az Elmű-Émász csoportot birtokló Innogy leányvállalata, a Belectric. A létesítmény feladata az lesz, hogy rendszerszintű, úgynevezett primer tartalékszolgáltatást nyújtson: ez a termelést és felhasználást hivatott egyensúlyba hozni. Erre a célra a nagy, közös európai hálózatban összesen háromezer MW szükségletet kell fenntartani, amiből Magyarországnak arányosan 28 MW jut. Az új tároló ennek rögtön a harmadát lesz képes fedezni, de a beruházás a nemzetközi projektek méretéhez képest sem kicsi, a középmezőny tetejét jelenti.
A primer tartalékellátást hazánkban eddig kizárólag hagyományos, például gázturbinás erőművek szolgálták. A villamosenergia-ellátás minőségi jellemzője a frekvencia: ha ez 50 Hz-nél magasabb, akkor túl sok a termelés, ha alacsonyabb, a fogyasztás van túlsúlyban, a feladat pedig a folyamatos egyensúlyra való törekvés. – A primer szabályozás az egyik legdrágább szolgáltatás, és úgy gondoljuk, a versenytársakhoz képest kedvezőbb ajánlatot tudunk adni – mondja Barbír Norbert. – Magyarországon a magasabb ár oka az, hogy mi áramellátásunk felét importáljuk, tehát kevesebb olyan erőművi kapacitásunk van, amely egyáltalán képes az erőit erre a feladatra fordítani. A mi előnyünk, hogy magas beruházási költség után az üzemeltetési költségünk igen alacsony lesz, például egy gázturbinához képest, ahol a tüzelőanyagnak és a szén-dioxid-kvótának is vonzata van.
Maga a beruházás meghaladta a másfél milliárd forintos összeget, az akkumulátorok várható élettartama tíz év, legalább hatezer ciklus. A tároló nagyon egyszerűen fog működni, amikor pluszteljesítményre van szükség, az akkumulátorok kisülnek, amikor teljesítménytöbblet van, feltöltik őket. Kereskedelmi üzembe helyezése azért zajlik október elsejétől, mert a Mavir negyedéves aukciók keretében szerzi be a primer szabályozási tartalékokat, és akkor kezdődik a következő negyedév.
Az engedélyeztetés nem volt egyszerű folyamat, miután csak másfél éve jelent meg a villamos energiáról szóló törvény szövegében a tároló fogalma, ráadásul nagyon röviden. Ugyanakkor Barbír Norbert szerint az engedélyeztetésben részt vevő összes szereplő együttműködő és nyitott volt. A tároló egyébként még bővíthető, és a cég tervezi is a fejlesztést a jövőbeli sikerektől függően, kialakítása alapján összesen a duplájára, 12 MWhra tudják emelni a kapacitást, a teljesítményt pedig 12,5 MW-ra.
A Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal félmilliárd forint összegű támogatásával az Alteo tulajdonába tartozó Sinergy Kft. összesen 1,1 milliárd forintból valósított meg egy olyan akkumulátoros villamosenergia-tárolót, amely több dimenzióban segítheti a magyar villamosenergia-rendszer működését, illetve az időjárásfüggő termelők piaci alapú integrációját. – Ez az első MW-osztályú akkumulátoros villamosenergia-tároló létesítmény, amely szeptember elsején kezdte kereskedelmi üzemét. A tároló az Alteo szekunder szabályozási központja működésének támogatása mellett részt vesz a villamosenergia-rendszer primer szabályozásában is, az Alteo cégcsoport zuglói gázmotoros kiserőművéhez csatlakozva. Ez a tároló létesítmény szintén megszerezte a primer szabályozás nyújtására vonatkozó, Mavir által kibocsátott akkreditációt. A rendszer névleges villamos teljesítménye 7,5 MW, amit 4 MWh kapacitású Li-ion akkumulátor, 16 ezer hatszáz cellával, az LG-Chem gyártmányában szolgál ki – foglalja össze Luczay Péter, az Alteo nagykereskedelmi és szabályozási központ irányítási igazgatója, a megvalósult projekt menedzsere. „Az üzemeltetési tapasztalatok begyűjtése után pedig reményeink szerint bizonyítható lesz, hogy a hazai energetikai piacon szükségszerű és elengedhetetlen az akkumulátoros energiatárolók használata” – mondta az átadó eseményen ifj. Chikán Attila, az Alteo Group vezérigazgatója.
Villamos energia tárolásra alkalmas egységek egyébként már működtek korábban is Magyarországon, de ezeket csak az elosztási tevékenység optimalizálásának céljából üzemeltették, és teljesítményük nem haladhatta meg a 0,5 MW névleges teljesítőképességet.
Ahogy világszerte, úgy Magyarországon is egyre inkább felértékelődik az akkumulátoros tárolás szerepe a megújuló energiaforrások terjedésével, hiszen egyrészt azok termelése nagyon ingadozó, másrészt ezek az erőművek nem alkalmasak a rendszert kiegyenlítő szolgáltatásra, viszont egyre inkább kiszorítják azokat a turbinával hajtott erőműveket, amelyek eddig ellátták ezt a feladatot. Erre a helyzetre jelent megoldást az akkumulátor. Japántól az Egyesült Államokig – Az energiatárolás terén Európa le van maradva, az Egyesült Államok és Japán ebben élen jár, miután ők inkább rákényszerültek erre az alternatívára – mondja dr. Rácz István, a japán C.E.C. Corporation tanácsadó cég elnök-vezérigazgatója, aki korábban az Óbudai Egyetem Kandó Kálmán Villamosenergetikai Intézetének volt az igazgatója. A tokiói székhelyű vállalat a megújuló energetikai iparágban számos hazai és külföldi projekt tervezésében vesz részt.
Az USA-ban óriási távolságok és szétosztott termelői rendszer jellemzi a hálózatot, ezért annak fejlesztése helyett olcsóbb volt a tárolást megoldani, illetve a nagy technológiai cégek a csúcsidejű fogyasztás árának mérséklésére telepítettek saját tárolói kapacitásokat. Japán pedig azért volt kénytelen a kutatásokra nagymértékben áldozni, mert önmagára van utalva, a szigetországot ugyanis nem érik el a kontinenseket átfedő hatalmas villamosenergia-rendszerek, ezért nagyobb biztonsági tartalékot kénytelen fenntartani.
Japánban van a világ legnagyobb kapacitású tárolója is: a 300 MWh-s és 50 MW teljesítményű egység minimum hat órán át szolgáltat áramot, és nátrium-kén akkumulátorokból áll. Ausztráliában pedig a világ legnagyobb névleges teljesítménnyel rendelkező, 100 MW-os tárolóját építette fel száz nap alatt az Elon Musk vezette Tesla, ennek kapacitása azonban csak 125 MWh.
Európáé a világ legnagyobb erőművi teljesítményű, legtöbb fogyasztót kiszolgáló szinkronjáró villamosenergia-rendszere, ezért kisebb volt a motiváció az energiatároló projektek létesítésére, mígnem a megújuló energiakapacitások aránya el nem ért egy bizonyos szintet. 3-4 éve Berlinben kapcsolták hálózatra Európa első, nagy teljesítményű nátrium-kén tárolóját, Olaszországban pedig 2003-ban kezdtek el megvalósítani egy most 35 MW névleges teljesítményű lítium-ion és 35 MW teljesítményű nátrium-kén akkumulátorból álló tárolót. – Az olaszországi létesítmény iránymutató Európában, ugyanis a lítium-ion akkumulátorokat tekintve kipróbálták az összes nagy gyártó termékét, és kiderült, hogy óriási a szórás a mért paramétereket tekintve, így például a ciklushatásfok elméleti, gyártói adatai különböznek a valóságostól. Tehát ebben a technológiában még van zavar, továbbá volt példa tűzesetre is a lítium-ionos tárolók esetében. Kiválóan szolgálja a mobiltelefonokat, laptopokat és elektromos autókat, de az energiacentrikus alkalmazásokra nem nyújtanak feltétlen megoldást. A nátrium-kén akkumulátorok mellett a nikkel-cink technológiáé lehet a jövő, ezek a kutatások előrehaladott állapotban vannak – véli Rácz István.
Az együttműködés szemlélete – Az átalakuló villamosenergia-rendszerek a közeljövőben el fognak szakadni az évtizedeken át megszokott termelésközpontú gondolkodástól, és fokozatosan átállnak egy olyanra, ahol az energiaigények időben és térben történő rugalmas kiszolgálása fog prioritást élvezni – mondja Hartmann Bálint, a BME Villamos Energetika Tanszékének docense, az MTA Energiatudományi Kutatóközpontjának munkatársa. – A Nemzetközi Energiaügynökség 2017-ben az időjárásfüggő megújuló technológiák és az elektromos közlekedés mellett az energiatárolást jelölte meg, mint a leginkább dinamikusan fejlődő területét az energetikának. Amit néhány évvel ezelőtt még óvatosan feltételezett mindenki, az napjainkra valósággá vált, jó példa erre az Egyesült Királyság, ahol egy új frekvenciaszabályozási termék 2016-os bevezetésekor a tender kihirdetett nyolc nyertese mind energiatárolót használt a feladat megoldására.
A kutató szerint ugyanakkor az akkumulátorok telepítése számos korlátba ütközhet, amelyek jelentős része a villamosenergia-hálózatok struktúrájával és állapotával van összefüggésben. Az európai hálózat a folyamatos karbantartás és fejlesztés ellenére is öregszik, és ami még ennél is fontosabb, a hagyományos villamosenergia-rendszereket eddig centralizált, nagy egységteljesítményű energiatermelés és egyirányú energiaáramlás jellemezte. Ezzel szemben a jövőt most az elosztott energiatermelés és az aktív, termelőegységgel is rendelkező fogyasztók együttműködése határozza meg, ami az eddigiektől eltérő hálózatüzemeltetési és -fejlesztési gyakorlatot tesz majd szükségessé.
Gyakran felmerül a kérdés, hogy a lítium-ionos akkumulátorok terjedésének gátat vethet-e a korlátozott mértékben rendelkezésre álló nyersanyag. A szakértő szerint ez belátható időn belül nem okozhat problémát. Az akkumulátorok előállítása a világ lítiumfelhasználásának körülbelül harmadát teszi ki, de a jelenlegi igények mellett még a következő évtized végéig sem fogjuk a Föld készletének több mint 1 százalékát felhasználni. A témára szakosodott Argonne National Laboratory legutóbbi előrejelzései szerint a ma ismert források 2050-ig képesek lesznek kiszolgálni az emberiséget.
Nagyobb gondot jelenthet viszont a kockázatmegosztás és az ár. 2017-ben körülbelül 43 ezer tonna lítiumot termeltek ki, amiből 38 ezer tonnát Ausztrália, Chile és Argentína adott. Másrészt kérdés, hogy a rohamosan növekvő igényeket a kitermelés tudja-e követni, ugyanis 2010–2014 között például a lítiumalapú akkumulátorok eladása 73 százalékkal nőtt, azonban a gyártókapacitások csak 28 százalékkal. Mivel jelenleg még nincs igazán hatékony módja a lítium visszanyerésének és újrahasznosításának, és mindez az árakat is felhajtotta, örömteli, hogy az akkumulátoros energiatárolás piaca nem kizárólag lítiumalapú technológiákból áll.
KA: Nátrium-kén akkumulátorok a japán Rokkashóban
KA: Egy nyugat-virginiai tárolóegység felépítése
Forrás: MAGYAR DEMOKRATA - 2018. 09. 05. (46,47,48. OLDAL)