Kaliforniában bezzeg elbírja a hálózat a rengeteg napelemet

Kalifornia lakossága közel 40 millió fő, ha önálló ország lenne, a világ hatodik legnagyobb gazdaságának számítana, megelőzve az Egyesült Királyságot. Az állam villamosenergia-termelése megközelíti az évi 200 TWh-t, ami több, mint a világranglistán 24. helyen álló Thaiföldé. A felhasználása azonban ennél is nagyobb, az ugyanis meghaladja a 270 TWh-t (ami már Ausztrália szintje), így jelentős mennyiségű importra szorul. Az államban egyetlen atomerőmű működik, a mi Paksunknál valamivel nagyobb, 2256 MW-os Diablo Canyon.

A megújuló energia alkalmazásában Kalifornia mindig is az élen járt, nemcsak az országon belül, hanem világviszonylatban is. Tavaly a termelésük 25%-a származott nap- és szélenergiából (ebben egyébként néhány állam, köztük Texas is előrébb jár már), ilyen mértékű ingadozó termelés mellett viszont már komoly igény jelentkezett a hálózati méretű energiatárolásra. Az államban található néhány tározós vízerőmű, amely alkalmas a kiegyenlítésre, és az import mennyiségének változtatása is biztosít némi mozgásteret, de ez önmagában nem lenne elég.

A rengeteg naperőmű miatt napközben rendszerint alacsony az áram piaci ára, az esti csúcs idején pedig nagyon magas, ami remek üzleti lehetőséget jelent a gyorsan telepíthető, könnyen skálázható, rugalmasan működtethető akkumulátoroknak. Az energiatárolókat üzemeltető kereskedők meglovagolják az áram árának napon belüli ingadozásait: amikor éppen olcsó, akkor betárolnak, amikor drága, akkor kitáplálnak, és ezzel mintegy mellékesen stabilizálják a hálózatot is.

„Már idén áprilisban, alig néhány nappal azután, hogy [az akkumulátortelepünket] beüzemeltük és csatlakoztattuk a hálózatra, délben 10 dollár/MWh árfolyamon tudtuk tölteni, amikor bőséges megújuló energiaforrások álltak rendelkezésünkre. Még aznap, a csúcsidőszakban, 100 dollár/ MWh áron adtuk el, és tápláltuk vissz a hálózatba” – nyilatkozta Patti Poppe, a PG&E energetikai vállalat igazgatója.

A kecsegtető üzleti lehetőségek miatt néhány évvel ezelőtt rengeteg beruházó vágta energiatárolós projektekbe a fejszéjét, és sorra kezdtek kinőni a földből az akkumulátortelepek. A világ legnagyobb létesítménye is Kaliforniában található, a Moss Landing-i akkumulátortelep 400 MW teljesítményű és 2000 MWh kapacitású, de a világcsúcstartó mellett számos kisebb-nagyobb energiatároló egység kezdte meg a működését az elmúlt években.

A Kaliforniában épülő óriásakku már egy paksi reaktorblokknak is kihívója lehetne

A beruházási boomnak köszönhetően a hálózati méretű akkumulátorok összteljesítménye már hónapokkal ezelőtt átlépte a 3000 MW-ot, ami azt jelenti, hogy gyakran több áramot táplálnak be a hálózatba, mint a Diablo Canyon atomerőmű.

A helyi rendszerirányító (CAISO) honlapján azt is nyomon követhetjük, hogyan néz ki mindez a gyakorlatban.

Az alábbi grafikonon, amely az október 13-i adatokat mutatja, láthatjuk, hogy a hajnali órákban a zölddel jelzett megújulók (nap, szél, geotermia, bioenergia) termelése alacsony, a gázerőműveké  magasabb, és több energiát is importálnak. Reggel fokozatosan kezd felfutni a napelemek termelése, amivel párhuzamosan a gázerőműveket leterhelik, és csökken az import, majd este a napenergia eltűnik a hálózatból, és ismét növekszik a gázerőművek termelése, illetve az import. A grafikon alján a feketével jelölt atomenergia egy szép egyenes vonalat rajzol, ahogyan az egy alaperőmű esetében lenni szokott.

Forrás: CAISO

A napelemek termelésének felfutásával párhuzamosan a sárga színnel jelzett akkumulátorok megkezdik az olcsó energia betárolását, amit az esti csúcs idején, nagyjából 16 és 23 óra között, amikor drágább az energia, visszatáplálnak a hálózatba. Az éjszakai és hajnali órák során is történik némi ki- és betáplálás, az igényektől függően. A kék színnel jelzett tározós vízerőművek szintén nagyon hasonlóan működnek.

A következő grafikonon már azt látjuk, hogyan nézett ki a hálózati terhelés ugyanezen a napon, és ezen belül hogyan alakult a nap- és a szélerőművek termelése, amely zöld színnel van jelölve. A kék színnel jelölt vonal azt mutatja, hogy a hagyományos erőműveknek (és az importnak) mely időpillanatban mekkora részét kell fedezniük a fogyasztásnak. Az is jól látszik a grafikonon, hogy délután egy három órás időszak alatt 15 GW-tal kellene növelni, vagyis szinte meg kellene duplázni a konvencionális erőművek teljesítményét. Ez óriási terhet helyezne a hálózatirányítás vállára, de itt jön a képbe a rengeteg akkumulátor, amelyek segítenek elsimítani ezt a gigantikus hullámvölgyet, és ezen túlmenően persze a felhők által okozott kisebb ingadozásokat is.

Forrás: CAISO

A hálózati méretű energiatárolók mellett van még az államban legalább 740 megawattnyi decentralizáltan működő energiatároló is, amelyek a helyi hálózatokon segítenek mérsékelni a napelemek által okozott feszültségingadozásokat.

Kaliforniában így integrálnak a magyarországinál arányaiban nagyobb mennyiségű időjárásfüggő megújuló energiát a hálózatba. Néhányan persze azt fogják mondani, hogy pont emiatt ott a legdrágább az áram az országban, az ő figyelmüket azonban felhívnám arra, hogy Texasban még a kaliforniainál is nagyobb a megújuló energia aránya, és az energiatárolásban sincs komoly lemaradásuk, mégis Texasban alacsonyabb az áram ára az országos átlagnál. A korreláció tehát ebben az esetben nem kauzáció, azaz önmagában a megújuló energia magas arányából nem következik az, hogy drága, vagy olcsó lesz az áram.

Címlapkép: Austin Energy

dr. Papp László (Sol Invictus)

Technológiai elemző, és a Villanyautosok.hu csapatának megújuló energiákkal, energiatárolással, illetve piaci trendekkel foglalkozó szakértője. Célja, hogy minél többek számára tegye egyértelművé, hogy a fenntartható jövő gazdaságilag is a legracionálisabb választás.