A rettegett áramszünet ellensége, a megújulók barátja: a Szabályozási Központ

A Qubit a szabad és tájékozott magyar nyilvánosságért dolgozik. Segítsd a munkánkat!

Az elektromos áram a legtöbb embernek nem más, mint egy szolgáltatás: befizetjük a villanyszámlát, és ezért cserébe használhatjuk a hűtőt, tévét, mikrót, vagy tölthetjük a telefont és a laptopot, mert a konnektorban lesz áram. Az már keveseknek jut eszébe, hogy a villany valójában ugyanolyan áru, mint a gabona vagy éppen a földgáz: termelni kell, kereskednek vele, és végül elfogyasztjuk. Egyvalamiben azonban markánsan különbözik a gáztól és a gabonától, mégpedig abban, hogy a villamos energiát időben pontosan ugyanakkor kell előállítani, mint amikor elfogyasztják, különben a rendszer felborul, és jön a rettegett áramszünet.

Ennek fizikai okai vannak: az átviteli hálózatok, vagyis a villanyvezetékek nem képesek tárolni az elektromos energiát így azt, hogy folyamatos legyen az áramszolgáltatás, csak a termelés és a fogyasztás egyensúlyban tartásával lehet elérni. A villamosenergia-átviteli hálózat frekvenciaértéke egy adott régióban állandó (Európában pl. 50 Hz), ráadásul minden elektromos és elektronikus készülék erre az egységesített frekvenciára van értelmezve, így akár egy kisebb mértékű, de tartós kilengés is komoly rombolást tud eredményezni – persze az ilyen esetekre vannak a védelmi rendszerek, amelyek áramszünetet okoznak azért cserébe, hogy ne károsodjanak a készülékek és a nagyobb berendezések.

A rendszer által megkívánt egyensúly fenntartása azért is problémás, mert jóformán teljesen kiszámíthatatlan, hogy pontosan mikor keletkezik többletfogyasztás, és mikor többlettermelés. Trendekre azért lehet következtetni: a nyári délutánokon valószínűleg nagy lesz a fogyasztás, mert az emberek hazaérnek a munkából, bekapcsolják a légkondit, beteszik a mosást, és mondjuk a másnapi ebédet is előkészítik a villanytűzhelyen. Ilyenkor a termelés módosításával kell egyensúlyozni a fogyasztásban keletkező eltérést, de a szereplők az előrejelzések ellenére sem tudják pontosan kiszámítani az adott pillanatban történő pontos fogyasztás mértékét, illetve az időjárásfüggő termelők termelését.

Mindenkinek jó, ha van egy közvetítő

Az Európában leginkább elterjedt, így Magyarországon is érvényes piaci modellben az energetikai szolgáltatók, kereskedők (úgynevezett mérlegkör felelősök) végzik a menetrendezés folyamatáért, vagyis meg kell határozniuk, hogy a villamosenergia-fogyasztási előrejelzés szerinti keresletet hogyan kívánják kielégíteni a kínálati oldalról. Az így készült menetrendeket ezután el kell küldeni egy központi szervezetnek, az úgynevezett rendszerirányítónak (Magyarországon ezt a szerepet a Mavir tölti be), amely a hálózat üzemeltetésén túl a rendszer egyensúlyáért is felel.

A rendszerirányító valós időben követi, mi történik éppen a villamosenergia-átviteli hálózaton, és abban az esetben, ha a termelés vagy a fogyasztás eltér a menetrendekben előre jelzett értékektől, közbe tud avatkozni – ezt nevezzük szabályozásnak. Hogy ezt meg tudja tenni, szükség van olyan, szerződésekben rögzített szabályozási kapacitásra, amit a szolgáltatók piaci alapon nyújtanak a rendszerirányító felé. Így, ha megbomlik az egyensúly, a központi szervezet automatikusan, azonnal tud reagálni a helyzetre, és a szabályozásra szerződött erőművek termelésének növelésével vagy csökkentésével megkezdheti az egyensúly helyreállítását.

Erre a problémára nyújtanak különösen hatékony megoldást a szabályozó központok, amelyek modern informatikai megoldásokkal (mesterséges intelligencia, big data) teszik lehetővé, hogy a kisebb villamosenergia-termelő egységek összekapcsolva, egyfajta virtuális termelőt alkossanak, és azok termelését úgy optimalizálják, hogy hatékony és gazdaságos módon biztosítsák a villamosenergia-rendszer egyensúlyát.

Bár a megújuló források száma már Magyarországon is egyre jobban nő, a kisebb egységek nagy részét egyelőre a gázmotoros kiserőművek teszik ki, amelyek földgázzal termelnek villamos energiát, amit aztán kereskedők részére lehet értékesíteni. A gázmotorok jellemzően 1–10 megawattosak, ami ugyan a néhány tíz kilowattos autómotorokhoz képest nagy teljesítményt jelent, de a több ezer megawattos országos rendszerben kis szereplőkké teszi őket. Ha azonban ezeket virtuálisan összekötik, és termelési kapacitásukat integrálják, akkor már jelentős erőművekként tudnak megjelenni a villamosenergia-piacon.

Gázmotor az ALTEO-nálFotó: ALTEO / Nagy Zoltán

A Magyarországon 10–15 éve létrehozott szabályozási központok tehát egyfajta közvetítő szerepet töltenek be a rendszerirányító és a villamosenergia-termelők között, így a Mavirnak nem kell egyesével foglalkozni minden egyes termelővel, és piaci szempontból is több értelme van, ha egy olyan szereplő integrálja a kiserőműveket, amely gazdaságilag is érdekelt abban, hogy jól működjön a rendszer. A rendszerszintű szolgáltatások piacán ugyanis a résztvevő termelők megfelelő ellentételezést (pl. kapacitásdíj, energiadíj) kapnak azért, hogy rendelkezésre állnak, míg a rendszerirányító a termelőket integráló szabályozási központoktól rendeli meg a kiegyenlítő energia szolgáltatását.

Drasztikusan megnőtt az igény a szabályozásra

A megújuló energiaforrások terjedésének köszönhetően az utóbbi években drasztikusan megnőtt az igény a szabályozásra – hiszen például a naperőművek értelemszerűen időjárásfüggők, mivel borúsabb napokon kevesebbet termelnek –, és ennek megfelelően a szolgáltatás ára is emelkedik. „Folyamatosan változik a világ, Magyarországon is érzékelhető egy nagy naperőműves boom, ami annyiban árnyalja a helyzetet, hogy amíg idáig csak fogyasztói oldalon volt nagyobb bizonytalanság a rendszerben, az most a termelői oldalon is megjelent” – mondta Almási László, az ALTEO Nyrt. ügyfélkapcsolati és értékesítési menedzsere.

Az ALTEO például már a stratégiájának és fejlesztéseinek kulcsterületeként kezeli a Szabályozási Központját, amelynek kimagasló teljesítménye nagyban hozzájárult ahhoz, hogy 2021-ben fennállásának legjobb pénzügyi eredményét érte el a cég.

A szabályozási központ előnye, hogy elsősorban informatikai megoldásként földrajzilag független, vagyis az ország bármely részén található termelőegységeket képes integrálni, hogy azok egy nagy virtuális erőműként kerüljenek a kiegyenlítő rendszerbe. „Nálunk van soproni, ózdi, nyíregyházi vagy például komlói gázmotor is, de megújulók is az ország számos területéről. A szoftver a felhőben fut, így csak megfelelő mérésekre és adatkapcsolatra van szükség, de ezekkel az erőművek el vannak látva, így valós időben kapjuk az adatokat” – mondta Almási.

Bár a szakértő szerint egyelőre nincs feltétlenül gazdasági racionalitása a szél- vagy naperőművek bekötésének a szabályozási központ rendszerébe, már most is vannak ilyen egységek, és a jövő egyértelműen a megújulóké.

A 2021-ben átadott, 100 MW-os kaposvári naperőmű látványterveFotó: Lendvai Péter/MTI/MTVA

A 15 állami erőműtől a több millió lakossági termelőig

Néhány évtizeddel ezelőtt még nagyon másképp nézett ki az energiapiac. Magyarországon volt nagyjából 15 állami erőmű, a termelés centralizált volt, és a hálózat szabályozását is ezek a szén- vagy földgázalapú, illetve atomerőművek végezték – de egész Európában és a világ nagy részén ez volt a helyzet. Mint Almási elmondta, az ezredforduló környékén indult el a piac a decentralizáció felé, amikor különböző támogatásoknak köszönhetően elterjedtek a lakosságinál nagyobb méretű, megawattos nagyságrendű gázmotoros erőművek, amelyek már hatékonyan tudtak működni, ezért az integrálásuk is észszerűvé vált. 

Az alig több mint tucatnyi termelőből hirtelen több száz lett, és lassan ott tartunk, hogy a lakosság is a villamosenergia-piac aktív részesévé válhat a házi naperőművek által, így akár több tíz- vagy százezer termelő vehet részt a szabályozásban – ha jobban süt a nap, és nagyobb a naperőművek termelése, mint a fogyasztás, akkor a felesleget betáplálhatják a hálózatra. És a piac evolúciója nem áll meg a naperőműveknél.

„Az e-mobilitás is egyre jobban terjed, így az autóikkal is ott lesznek az emberek a villamosenergia-piacon, akár tárolási kapacitást nyújtva. És akkor még nem beszéltünk az okos kütyükről, hiszen a mosógépet vagy bizonyos keretek között a hűtőt is be lehet majd úgy állítani, hogy csak akkor kapcsoljanak be, amikor az a rendszer szempontjából ideális. Így eljutunk oda, hogy lesz több millió fogyasztó, aki kisebb-nagyobb mértékben, de aktívan be tud avatkozni a villamosenergia-rendszerbe. A harminc évvel ezelőtti 15 termelőhöz képest ez iszonyatosan komoly paradigmaváltás” – mondta Almási.

Az egyre több szereplővel működő és egyre nagyobb adatmennyiséggel dolgozó szabályozási központok fejlődése egy olyan jövő felé mutat, ahol már alacsonyabb szinten megoldható az ingadozások kiegyenlítése, így a rendszerirányítóig el sem jut a probléma. „Tehát, ha bekúszik egy felhő egy város vagy városrész fölé, akkor a becsatornázott naperőművek adataiból a rendszerünk már érzékelheti, hogy lesz egy nagyobb igény, és indíttatja is a gázmotorokat” – magyarázta az ALTEO munkatársa.

A háztartási méretű kiserőművek (HMKE) piaca, vagyis az otthoni termelés még gyerekcipőben jár Magyarországon, de különböző pilotprojektek már nálunk is léteznek a prosumer (termelő-fogyasztó) felfogás népszerűsítésére. Ehhez a villanyóra továbbfejlesztett változatára, okosmérőre van szükség, amely valós időben követi az energiafogyasztást és a hálózatba való visszatáplálást, a szolgáltatóval pedig távolról is képes kommunikálni. Mivel napszakonként jelentős mértékben változik a villamos energia ára, az okosmérők a gazdaságosabb energiafelhasználást is segítik, hiszen az okostelefonra küldött információk alapján mindig látni lehet, hogy éppen mennyibe kerül az áram.

Gáz- és villanyfogyasztást kijelző okosmérő LondonbanFotó: TOLGA AKMEN/AFP

Ha a lakossági fogyasztók egyelőre nem is túl aktívak a szabályozásban, a tapasztalatok azt mutatják, hogy a középületek, áruházak vagy irodaházak már szeretnének részt venni a tevékenységben, így Almási szerint akár néhány éven belül a lakosságnak is lesz erre lehetősége. „A modell még nem tiszta, de például elképzelhető, hogy aki részt vesz majd a szabályozásban, az kedvezményt kap a villamos energia árából. Igaz, a magyar piac kissé torz, és a mesterségesen alacsonyan tartott lakossági energiaárak nem igazán teszik érdekeltté az embereket, hogy ezzel foglalkozzanak, mert olcsó az áram. Piaci árak mellett már megérné.”

Sikerágazat, ami belátható időn belül velünk marad

A kiegyenlítőenergia-piacon zajló folyamatok ismeretében nem nehéz rájönni, miért vált az ALTEO legsikeresebb üzletágává a Szabályozó Központ: a megújulók terjedésével egyre nagyobb az igény az energiaszabályozásra, de a kapacitás nem igazán bővül, mivel gázmotoros erőművek már nem nagyon létesülnek, a többi termelő pedig egyelőre nem vesz részt a rendszerben túl magas arányban. „Elmondható, hogy a szabályozó erőművek terén Magyarországon az elmúlt 10–20 évben nem történt lényegi bővülés, miközben a kereslet eziránt a termék iránt folyamatosan és jelentősen nő. Az egységes frekvencia miatt ráadásul összeurópai szinten is lehet kezelni a szabályozást, így folyamatosan szó van nemzetközi együttműködésekről, a piacok egybenyitásáról. Ezek miatt is mondhatni, hogy jól jövedelmező üzletágról van szó, amiben még bőven van potenciál” – mondta Almási.

És hogy mi kell ahhoz, hogy valaki szabályozási központban dolgozhasson? A szakértő szerint a villamosmérnöki vagy energetikai képzéssel az alapkészséget meg lehet szerezni, de mivel meglehetősen összetett területről van szó, a műszaki alapvetések mellett a kereskedelmi aspektusokat is át kell látni, így „ha valaki a nem túl gyakorlatorientált egyetemi rendszerből kikerül az iparba, annak egy kis időbe telik, hogy beletanuljon”. De Almási szerint fordítva is működik: „Van olyan vezetőnk, aki közgazdászként csöppent bele az energiakereskedelem világába, és most már műszaki területeken is magára szedett olyan képességeket, hogy teljesen magabiztosan mozog a pályán.”

A szabályozási központokról tehát elmondható, hogy nemcsak haszonélvezői a megújulóenergia-termelők terjedésének, hanem tevékenységük révén segítik is azok további terjedését és hatékony rendszerintegrációját. Almási László szerint ez belátható időn belül így is marad: „Amikor nem süt a nap, vagy nem fúj a szél, a megújulók termelése leáll, de a fogyasztás nem, így az egyensúly fenntartására jelenleg nincs más megoldás, mint a nagy európai triumvirátus: a gáz, az atom és a szén. Legalábbis addig, amíg nincs olyan technológia, amellyel szezonálisan, nagy mennyiségben tárolható villamos energia. A hidrogénes energiatárolás például már egy ideje napirenden van, de akár a mostani elektrokémiai tárolóknál is történhet jelentős technológiai újítás.” Amíg ezek nem állnak rendelkezésre, marad a folyamatos termelés melletti szabályozás.

(A cikk megjelenését az ALTEO támogatta.)