Az energiatárolás

A  dekarbonizált  energiarendszerre  történő  átállás  létfontosságú  eleme

Az  alacsony  szén-dioxid  kibocsátású  energiaellátásra  való  átállás  lehetetlen  robusztus  és  flexibilis  eszközök  nélkül,  amelyek  lehetővé  teszik  a  különböző  megújuló  energiaforrások  által  termelt  energia  és  a  fogyasztás  szinkronizálását.

A  tárolás  kulcsfontosságú  a  rugalmasság  biztosítása  terén  a  hálózat  minden  szintjén,  és  segíti  az  átviteli  és  elosztó  hálózatok  hatékonyabb  működését.  Ezen  felül,  a  tárolás  támogatást  biztosít  vészhelyzetek,  leállások  esetén,  és  csökkenti  a  fogyasztókhoz  el  nem  jutó  energia mennyiségét.

 

 

Az  energiatárolás  lehetővé  teszi  az  energiatermelés  függetlenítését  a  fogyasztástól,  úgy  területileg  mint  időben,  és  széles  időskálán  biztosítja  a  rendszer  értékes  rugalmasságát  másodperceken,  órákon,  heteken,  esetleg  hónapokon  át.  A  sokrétű  rendszernek  és  járulékos  szolgáltatásoknak  köszönhetően  a  tárolás  a  megújulók  nagyobb  arányának  integrációját  teszi  lehetővé.  Ez  a  rugalmasság  különösen  fontos  lesz,  ha  majd  a  elektromos  energiaellátásban  dominálnak  a  különböző  megújulók,  ami  azt  fogja  jelenteni,  hogy  a  termelés  nem  mindig  tudja  követni  (a  tervezett)  igényt.  De  az  átmeneti  periódusban  is,  amikor  egyre  több  megújulót  integrálunk  a  rendszerbe,  a  tárolás  segít  a  rendszerbiztonság  és  a  hatékonyság  növelésében,  és  növeli  az  eszközök  élettartamát  (pl.  hálózati  infrastruktúra).

Az  energiatárolás  segíthet  a  fűtés,  hűtés  és  szállítás  dekarbonizációja  terén  is,  a  hőtárolás,  power-to-gas  (áramból  gázt)  és  a  stacionárius  tároló  eszközök  révén,  melyek  támogathatják  az  elektromos  járművek  töltő  infrastruktúrájának  terjedését.  Végül, a tárolás  lehetősége  bevonja  és  ösztönzi  a  felhasználókat  a  energiapiacra  történőbelépésre,  hiszen  előállíthatják,  tárolhatják  és  eladhatják  a  megújuló  energiát.

Az  energiatárolás  technológiája  hihetetlenül  sokrétű,  és  a  hálózat  minden  szintjén  alkalmazható,  ezért  is  létfontosságú  eleme  a  szén-dioxid  mentes  energiatermelésre  történő  átállásnak.

 

1. kép: Európa  első,  teljesen  piaci  alapú  Li-ion  energiatároló  rendszere  szélerőmű  parkkal  kombinálva  a  Feröer  szigeteken.  A  2,3  MW-os  konténer  rendszer  segít  fenntartani  a  rendszer  stabilitását,  így  a  szigetlakók  teljes  mértékben  kiaknázhatják  a  12Mw-os  Húsahagi  szélerőműpark  potenciálját.  Forrás:  SEV

 

Az  „energiatárolás”  sokféle,  különböző  elven  működő  technológiára  utal:  mechanikus  (pl.  szivattyús  energiatározó,  lendkerék,  sűrített  levegős  energiatárolás)  kémiai  (pl.-  power-to-gas  vagyis  hidrogén  előállítása  vízből  elektrolízissel),  elektrokémiai  (pl.  akkumulátorok),  termikus  (pl.  melegvíztározók)  és  elektromos  (pl.  szuperkapacitás).  Egyesek  gyors  válaszidőmellett  rövid  ideg  képesek  áramot  szolgáltatni  (pl.  lendkerék  vagy  szuperkapacitás)  míg  más  technológiák  hosszú  távú  tárolást  biztosítanak,  akár  órákig,  napokig,  sőt  akár  egy  szezon  erejéig  (pl.  szivattyús  energiatározó,  hidrogén  tárolás).  A  különböző  technológiák  hibrid  rendszerré  kombinálhatók,  amely  jobb  eredményt  ad,  mint  elemeinek  összessége.

Az  energiatárolás  szerepe  a  fűtés,  hűtés  és  szállítás  dekarbonizációja  terén

A  villamosenergia  a  leghatékonyabb  ágazat  a  megújulók  integrációja  és  alkalmazása  terén.  2015-ban  az  EU-ban  termelt  villamos  energia  több  mint  29%-a  megújulókból  származott,  és  a  cél,  hogy  ez  45-50%  között  legyen  2030-ig.

Energiatárolással  összeköthetjük  a  villamosenergia  ágazatot  a  fűtés  és  hűtés  szektorral  csakúgy,  mint  a  szállítással.  A  fűtési  igény  durván  85%-át  még  fosszilis  tüzelőanyaggal  fedezzük,  így  a  fűtés  villamosítása  nagyon  hatékony  módja  lehet  a  szektor  dekarbonizációjának,  ezen  felül  a  termikus  energiatárolásban  óriási  potenciál  van  a  villamos  hálózat  rugalmasságának  biztosítása  terén,  különösen  hosszú  távon.  Ami  a  szállítási  ágazatot  illeti,  itt  az  energiaigény  94%át  fosszilis  üzemanyaggal  fedezzük.  A  tárolás  elősegítheti  az  elektromos  járművek  töltőhálózatának  növekedését,  mivel  elsimítja  az  igényben  jelentkezőcsúcsokat  és  völgyeket.  Hosszú  távon  a  power-to-gas  technológia  kulcsfontosságú  lehet  a  tiszta  hidrogénhajtású  járművek  terjedésében.

Az  energiatárolás  legnagyobb  kihívásai  Európában

Miután  a  tárolás  az  energiarendszerek  aránylag  új  eleme,  a  legnagyobb  kihívás  a  tárolás  rendszerbéli  szerepének  jogi  bizonytalansága,  mivel  egyes  EU  tagállamokban  az  az  energiatermelés  ill.  a  felhasználás  eszköze,  a  működés  módjától  függően.  Egyes  tagállamokban  emiatt  a  tárolóeszközök  után  kettős  rendszerhasználati  díjat  kell  fizetni.  Jelenleg  az  sincs  eldöntve,  hogy  az  átviteli  és  elosztó  hálózatok  üzemeltetői  tulajdonolhatnak  és  üzemeltethetnek-e  tárolóeszközöket  hálózatüzemeltetés  céljából.

Továbbá,  a  piaci  alapú  eszközbeszerzés  és  a  rendszerszolgáltatások  hosszú  távú  szerződéseinek  hiánya  akadályozza  a  befeketés  biztonságát  az  energiatárolás  területén.  Kutatás  és  az  innováció  szempontjából  különböző  tárolási  szolgáltatások  és  alkalmazások  fejlesztése  szükséges,  valamint  ezen  szolgáltatások  kombinációs  lehetőségeinek  vizsgálata  és  gazdaságosságuk  számszerűsítése  is  fontos.

 

2. Kép Frades II szivattyús energiatározó Észak-Nyugat Portugáliában. Forrás: Technology Group Voith

Az  kívánatos  szabályozási  környezet  és  az  energiapiac  evolúciója

Az  EU  szabályozási  környezet  pontosabban  kell,  hogy  definiálja  az  energiatárolást,  és  szükséges,  hogy  engedélyezze  és  elismerje  az  ágazatokon  átívelő  lehetőségeket,  mint  energiatárolást,  pl.  az  elektromos  áram  „be”  és  hő,  gáz  vagy  üzemanyag  „ki”  opciót.  A  definíció  magába  kell,  hogy  foglalja  az  energiatárolás  minden  típusát  és  alkalmazását,  nemcsak  a  hagyományos  technológiákat  és  felhasználásokat,  mint  pl.  a  szivattyús  energiatározó,  vagy  az  akkumulátorok,  hogy  lehetővé  tegye  az  új  technológiák  fejlődését.

Tisztázni  kell  a  szabályokat,  amelyek  alapján  az  energiatárolás  a  piac  aktív  szereplője  lehet,  különös  tekintettel  arra,  hogy  jelenleg  az  átviteli  és  elosztó  rendszerek  üzemeltetői  képtelenek  energiatárolási  rendszerek  tulajdonlására  és  üzemeltetésére.

A  dupla  díjazás  és  az  indokolatlan  díjak  és  adók  eltörlése  segítené  az  energiatárolás  egyenlőversenyhelyzetbe  hozását  egyéb  rugalmassági  opciókkal  szemben  a  kereskedési  rendszerekben,  valamint  a  rendszerkiegyenlítési  opciók  skálájának  szélesítését.

A  rendszereszközök  beszerzése  nem  minden  EU  tagállamban  és  nem  minden  esetben  történik  piaci  feltételek  mellett,  ami  a  fogyasztók  részére  magasabb  árat  jelent  és  diszkriminálja  azon  technológiákat,  melyek  részére  nem  engedélyezett  a  szolgáltatás  nyújtása,  akkor  is,  ha  ez  olcsóbb  és  jobb  lenne.  Ezért  fontos  biztosítani,  hogy  valamennyi  energia  és  kisegítőszolgáltatás  beszerzése  piaci  alapú  legyen,  költség-haszon  számítással  alátámasztva.

Fontos  lenne  elismerni  az  energiatárolást  mint  az  energiarendszer  negyedik  elemét  (a  termelés,  szállítás  (átvitel  és  elosztás)  és  felhasználás  mellett).  Ez  megakadályozná,  hogy  a  tárolást  termelésként  vagy  felhasználásként,  esetleg  mindkettőként  osztályozzuk.  Ez  kizárna  minden  kétértelműséget,  amely  a  központosított  energiarendszerre  épülő  történelmi  piacszerkezetből  ered,  ahol  minden  elem  illik  a  meglévő  3  kategória  valamelyikébe,  és  biztosítaná  a  tiszta  szabályozási  keretet  specifikusan  az  energiatárolás  részére  is.

A  megfelelő  szabályozási  keretrendszer  és  piacszerkezet  biztosítása  sürgős  teendők,  mert  ezek  nélkül  az  energiatárolás  szélesebb  körű  alkalmazása,  amely  kulcsfontosságú  eleme  a  megújuló  energiaforrások  költséghatékony  rendszerintegrálásának,  nem  érhető  el.