Villanyszerelők Lapja

Az energiatárolás a szénmentes energiarendszer létfontosságú eleme

| |  3493 | |

Az energiatárolás a szénmentes energiarendszer létfontosságú eleme

Az alacsony szén-dioxid-kibocsátású energiaellátásra való átállás lehetetlen 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 elosztóhálózatok 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 elektromosenergia-ellátásban 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 történő belépésre, 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.

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 válaszidő mellett 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.

Frades II szivattyús energiatározó Észak-Nyugat Portugáliában.

Forrás: Technology Group Voith

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 jelentkező csúcsokat 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.

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 egyenlő versenyhelyzetbe 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 kisegítő szolgáltatás 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.

Borítókép: 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 12 MW-os Húsahagi szélerőműpark potenciálját. Forrás: SEV

Energiatárolás