Ez itt az on the other hand, a portfolio vélemény rovata.
zöldAz energiaszektorból érkező híreket a mainstream médiában továbbra is a nap- és szélenergia megállíthatatlannak tűnő terjedését mutató jelentések uralják. Ugyanakkor az iparág fókusza időközben eltolódott az energiaelosztás, -szállítás, illetve -tárolás – nagyrészt éppen a termelési oldal drasztikus átalakulásából következően szükségessé vált – radikális megújításának lehetőségeire.
Az energiaátmenet eredményeképpen világszerte, így Magyarországon is gyors ütemben emelkedik az időjárásfüggő megújulók aránya, a hazai villamosenergia-termelésnek így immár mintegy 30%-át ezek a források adják. A napenergia-termelés az elmúlt időszakban nálunk nőtt a legnagyobb arányban az EU-n belül, újabb és újabb rekordokat felállítva. Emellett, nagyrészt a már a 7 GW-ot közelítő naperőmű-kapacitásnak köszönhetően, ma már itthon is több elektromos áramot termelünk időjárásfüggő megújulókból, mint fosszilis forrásokból.
Paradigmaváltás az energiaelosztásban
Az átalakulást azonban kihívások lassítják. Ezek közül az egyik, ha nem a leglényegesebb, a villamosenergia-hálózat kapacitásának szűkössége és rugalmatlansága, ami ma már érezhetően visszafogja az energiaszuverenitási, ellátásbiztonsági és költségszempontból is szükségszerű energiaátállást, sokéves várakozásra késztetve a hálózati csatlakozási kapacitást igénylő, új nap- és szélerőmű-beruházásokat. Az elektromos infrastruktúra sürgős korszerűsítése továbbá azért is elengedhetetlen, mert a klímaváltozás miatt Magyarországon is egyre gyakoribb szélsőséges időjárás az ellátásbiztonságra is kockázatot jelenthet, növekvő terhelés alá helyezve a rendszert, ami akár áramkimaradásokat is okozhat.
A változó körülmények között a hálózat klasszikus – azaz a fizikai hálózatépítéssel történő – fejlesztése önmagában már nem jelent megoldást; új, de már bizonyított technológiák alkalmazását is meg kell fontolni. A hálózati kihívások, az iparvállalatok saját célra termelő napelemes rendszereinek szaporodása, az elektromosjármű-töltő infrastruktúra bővülése vagy az energiaközösségek iránti igény erősödése pedig mind egy, a digitális technológiai fejlődés által lehetővé tett megoldás, a mikrogrid felé mutatnak.
A mikrohálózatok világszerte egyre fontosabb szerepet töltenek be az energiarendszerben, magyarországi térnyerésük azonban egyelőre meglehetősen vontatott a bennük rejlő rendkívüli potenciál ellenére.
A közcélú elosztó- és átviteli hálózatra a jövőben is szükség lesz, az új, dekarbonizált és decentralizált energiarendszerben ugyanakkor a mikrogridek jelenthetik az energiaelosztás biztonságának alapját.
De mi is az a mikrogrid?
A mikrogrid fogalma ugyanakkor ma még kevéssé ismert. Mikrogrid vagy mikrohálózat alatt olyan, aktívan menedzselt helyi energiarendszert értünk, amely egy bizonyos terület (épületek vagy akár kerületrészek, települések) különböző energiatermelő, -tároló és -fogyasztó eszközeit összekapcsolva biztosít nagyrészt megújuló alapú áramellátást a felhasználóknak.
A helyszíni adottságoktól függően, a mikrogridek jellemzően napelemes rendszerekből, generátorokból, energiatároló- és intelligens vezérlő elemekből állnak, amelyek felügyelik a rendszer állapotát, és a kereslet-kínálati egyensúlyt folyamatosan fenntartva irányítják az energiaáramlást, szükség esetén automatikusan és gyorsan beavatkozva, így biztosítva az ellátás zavartalanságát.
A mikrogridek tehát hálózatszerű képességekkel és funkciókkal rendelkeznek kicsiben, de autonóm, rugalmas és költséghatékony működésüknek köszönhetően nagyobb ellátásbiztonságot nyújtanak felhasználóiknak annál, mintha csak a közcélú hálózattól függene az ellátásuk. A mikrogrideket úgy tervezték, hogy az áramhálózattól függetlenül, annak üzemzavara esetén is, vagy azzal összehangoltan működjenek.
Azon túl, hogy a mikrogridbe "bekötött", saját termeléssel rendelkező fogyasztók (pl. egy napelemmel ellátott irodaépület) megoszthatják energiatöbbletüket a többi csatlakozó eszközzel (pl. e-töltők) vagy szereplővel (pl. más épületek), a rendszer a közcélú hálózathoz kapcsolódva annak stabilitását is képes elősegíteni. Ilyenkor egy egységként, egyfajta virtuális erőműként működnek, és az áramhálózati egyensúly fenntartása érdekében éppen szükséges termelő, tároló vagy fogyasztó kapacitásukat mozgósítják.
A központi rendszer esetleges áramkimaradásai ellen is védettséget nyújtó rugalmas mikrogridek tehát nem csak a saját felhasználóik energiaellátásának megbízhatóságát javíthatják. Mivel jellemzően decentralizált megújuló termelő egységeket integrálnak, hozzájárulhatnak a szén-dioxid-kibocsátás csökkentéséhez, ezáltal pedig a fenntarthatósági célok teljesítéséhez is.
Mire jó a mikrogrid?
A mikrogridek mérete, az általuk kiszolgált felhasználói igények és az integrált eszközök köre rendkívül változatos, számos felhasználási területen sikeresen alkalmazhatóak.
Optimális megoldást nyújtanak egyebek mellett ipari létesítmények, elektromos töltőállomások vagy akár napelemparkok energiamenedzsmentjére is, így egyre több izgalmas példát találhatunk alkalmazásukra világszerte.
- Ausztráliában például elszigetelt közösségeket, Alaszkában és Görögországban szigeteket, Brooklynban pedig például energiaközösségeket látnak el.
- Egy szingapúri egyetemi campuson elsősorban hűtésre használják,
- de repülőterek és a kritikus infrastruktúra megbízható áramforrásaként is jól teljesít; például a víztároláshoz szükséges energiát biztosítja a Mojave-sivatagban, vagy éppen az elektromos tűzoltóautók töltését teszi lehetővé az Egyesült Államokban.
- A mikrogridek stabilitása iránti igényt jól mutatja, hogy a tervek szerint az amerikai hadsereg összes támaszpontját felszerelik ilyen technológiával,
- de használják már börtönök zöldenergia-ellátására is,
- Tanzániában pedig elektromos gyorskuktákat működtetnek a mikrogridek biztosította áram segítségével.
- Szintén mikrogrid segítette ki az áramellátást a szélsőséges időjárás által gyakran sújtott Texasban a Beryl hurrikán pusztítását követően, amikor a központi hálózat több mint egy hétig jelentős szolgáltatás-kiesésekkel küzdött.
- De mikrogrid segíti egy bécsi irodaház napelemekből is táplálkozó e-jármű töltési rendszerét, látja el a komplexum energiamenedzsmentjét is.
- Megszakítás nélküli ellátást nyújtó jellege különösen hasznossá teszi a mikrogrideket az iparban is, ahol akár egy néhány másodperces áramszünet is gondot, illetve veszteségeket okozhat. Az ilyen kiesések kockázatát nem csak a klímaváltozás hatására mind gyakoribb és súlyosabb, extrém időjárási jelenségek, hanem a szintén egyre nagyobb eséllyel elszenvedett kibertámadások is növelik. Ezen megfontolások nyomán egyre több gyár és ipari létesítmény energiaellátását mikrogridek alkalmazásával teszik robusztusabbá és zökkenőmentessé, legyen az fémmegmunkáló üzem, napelem- vagy bioüzemanyag-gyár, esetleg logisztikai park.
A világ a mikrogridre fogad
A példákat sokáig lehetne sorolni, és a mikrogridek száma világszerte egyre növekszik.
Széleskörű használhatósága és az elérhető előnyök miatt az előrejelzések alapján a nemzetközi mikrogridpiac jókora bővülés előtt áll.
2023-ban 10-19 milliárd dollárosra értékelték, ami 17-21%-kal is bővülhet a következő években, míg 2032-re az elemzői várakozások szerint akár a 100 milliárd dolláros méretet is elérheti.
A fő hajtóerőt a növekvő energiaigény, a megbízható áramellátás iránti igény, valamint a megújuló energiába irányuló jelentős beruházások jelentik, de a támogató szabályozási környezet is elősegítheti a piac növekedését. A mikrogridek iránti keresletet ösztönzi továbbá az akkumulátoros energiatárolók növekvő elérhetősége, ahogyan az energiaközösségek, aggregátorok, fogyasztóoldali válaszmegoldások és az elektromobilitás népszerűségének erősödése, valamint a mesterséges intelligencia, a gépi tanulás és az adatelemzés terén elért fejlődés is.
A globális piacot Ázsia és az Egyesült Államok dominálja, nem utolsó sorban annak hatására, hogy ezekben a régiókban a szélsőséges időjárási jelenségekkel együtt a nagy áramszünetek is gyakoribbá váltak.
Európában és Magyarországon azonban igencsak lassú a térhódításuk, pedig a mikrogridek széleskörű alkalmazása hazánkban is biztosítaná a máshol már rutinszerűen élvezett előnyök sorát, felhasználói és rendszerszempontból egyaránt.
Nem kérdés, hogy az általuk nyújtott nagyobb ellátásbiztonság, megbízhatóság és rugalmasság, az elérhető költségmegtakarítás, valamint a karbonlábnyom csökkentése révén a mikrogrideknek jelentős szerepet kell betölteniük a jövő hazai villamosenergia-ökoszisztémájában is.
A címlapkép illusztráció. Címlapkép forrása: Portfolio
