Bár a környezet szempontjából minden
bizonnyal elõnyösebb a szélenergia
vagy a napsugárzás felhasználása
áramtermelésre, mint a földgáz
vagy az urán, gyengeségeik is vannak
a zöld forrásoknak. Nemigen tervezhetõ
velük a jövõbeni termelés. Ennek
tudatában lehet-e stabil, megbízható
elektromos hálózatot mûködtetni velük?
Cseh- és Lengyelország olyan kapcsolókat épített az
elektromos hálózatába a Németországgal közös
határon, amelyek segítségével szükség esetén le
tudják választani saját elektromos rendszerüket a
szomszédéról, írja a Die Welt. Bár elsõ hallásra
meglehetõsen barátságtalannak tûnik ez a lépés,
még a német újság szerint is önvédelembõl volt
szükségük rá. Németország ugyanis erõltetett
ütemben igyekszik áttérni a megújuló zöld ener-
giaforrásokra, fõként a szél- és napenergiára. Az
elfogadott menetrend szerint 2050-re az áramtermelés nyolcvan száza-
lékát kell fedezni megújuló forrásokból.
Csakhogy nem mindig fúj a szél, nem mindig süt a nap, így ez a fajta
áramtermelés sokkal kiszámíthatatlanabb, mint a hagyományos, fosszi-
lis vagy nukleáris üzemanyagokon alapuló erõmûvek mûködése. Ez pe-
dig hirtelen ingadozásokat (fluktuációt) okoz a hálózatban, amely a ha-
tárokon átívelõ vezetékek miatt a szomszéd országok energiastabilitását
is veszélyezteti. A leválasztásnak kettõs hatása van: az egyik (cseh, len-
gyel) oldalon csökkenti az ingadozások veszélyét, a másikon viszont nö-
veli, hiszen elvágja a német rendszert a stabil külföldi energiatermelés
jelentette kiegyenlítés lehetõségétõl.
– Nem kérdéses, hogy a megújuló energiaforrások nagyobb arányú
felhasználása elõre nem látható ingadozásokat okozhat a rendszer-
ben. A kérdés inkább az, hogyan lehet ezeket kiküszöbölni, és legfõ-
képpen, mennyibe kerül mindez. Helyi és országos szintû energiatá-
rolásra van szükség ahhoz, hogy stabilnak nevezhessük a megújuló
forrásokon alapuló energiarendszert – válaszolta kérdésünkre Dán
András egyetemi tanár, a Budapesti Mûszaki és Gazdaságtudományi
Egyetem villamos energetikai tanszékén mûködõ villamos mûvek és
környezet csoport vezetõje. – A fogyasztásnak egyensúlyban kell len-
nie a termeléssel minden pillanatban. A megújuló források esetében
nem mindig lehet fokozni a termelést, ezért akkumulátorok, víztáro-
zók segítségével tárolni kell az energiát. Az akkumulátorok között már
nagy teljesítményûeket is találunk. Éppen most mértünk be például
egy ötszáz kilowattos teljesítményû berendezést, amely már elegendõ
lehet egy kisebb lakótelep folyamatos áramszolgáltatásának kiegyen-
lítéséhez. Mindezek a szükséges infrastrukturális beruházások azon-
ban jóval drágábbá teszik a megújuló forrásokból származó elektro-
mosságot a hagyományosnál.
Az egyik út a nagy ívû infrastruktúra-fejlesztés, a másik pedig a meg-
lévõ közmûvek újfajta hasznosítása.
– Könnyen tervezhették az elektromosenergia-szolgáltatók a régi
szép idõkben az elkövetkezõ idõszak áramtermelését. Ismerték az embe-
rek áramfogyasztási szokásait, és a hagyományos energiahordozók se-
gítségével az átlagtól való kis eltérésekhez is könnyedén igazították a ter-
melést. A nap- és a szélenergia jövõbeni hozzáférhetõsége nem tervezhe-
tõ ilyen biztosan – mondja Doug Dykeman, az IBM zürichi kutatóköz-
pontjában mûködõ rendszer-irányítási kutatócsoport vezetõje. – Persze
kapcsoljuk vissza, amíg a belsõ hõmérséklet nem emelkedik a megen-
az idõjárás bizonyos pontossággal elõre jelezhetõ, a fogyasztás pedig to-
vábbra is jósolható, de akkor is kezdenünk kell valamit a megnövekedett
bizonytalansággal. Az általunk fejlesztett módszer különlegessége, hogy
nagy részben a már meglévõ infrastruktúrát használja, így kiépítése vi-
szonylag olcsó és gyors.
Az elektromos energia jelentõs részét az ipari felhasználók, például
gyárak, áruházak fogyasztják. Dykeman elmondása szerint ezeket gyak-
ran pufferként lehet alkalmazni az elektromos hálózatban. (A puffer a fi-
zikában, kémiában általában a rendszerek olyan eleme, amely kiegyen-
líti, csökkenti a hirtelen fellépõ jelentõs ingadozásokat.) Egy svájci kísér-
leti projektben az egyik helyi áruházlánc hûtõházait használják erre a
célra. Ezek egyenként több mint egy megawatt energiát fogyasztanak, de
szigetelésüknek köszönhetõen olyan jól tárolják a hideget, hogy a hûtést
akár hosszú órákra is ki lehet kapcsolni bennük. A felhasználási oldal e
rugalmasságával alkalmazkodni lehet a részben megújuló energiaforrá-
sokon alapuló termelésben idõrõl idõre jelentkezõ ingadozásokhoz. De
szinte minden áramfogyasztónál felfedezhetünk (vagy kialakíthatunk)
hasonló rugalmasságot. A központi fûtést tápláló melegvíz-tartályok és
a légkondicionálást biztosító hidegvíz-tartályok fûtésének-hûtésének
idõzítése sem feltétlenül idõhöz kötött. Ahhoz azonban, hogy a keresle-
tet a kínálathoz igazítsuk, a teljes rendszert behálózó érzékelõkre és irá-
nyító számítógépekre lenne szükség, divatos kifejezéssel okossá kellene
tenni a hálózatot.
– A megújuló energiaforrások felhasználásának legnagyobb gátja
sokak szerint az energia raktározásának megoldatlansága. A rendszer
rugalmasságának kihasználása azonban erre is megoldást kínál. Ha
maradunk a hûtõházak példájánál: gond nélkül megvalósítható, hogy
amikor sok olcsó energia termelõdik (mert éppen süt a nap vagy fúj a
szél), minimumra állítjuk a hõmérsékletet. Majd amikor csak drága
fosszilis tüzelõanyag áll rendelkezésre, lekapcsoljuk a hûtõt, és nem is
kapcsoljuk vissza, amíg a belsõ hõmérséklet nem emelkedik a megen-
gedhetõ maximumra – folytatja Doug Dykeman. – Rendszerünk a
megújulók mellett a hagyományos energiahordozók felhasználását is
igényli, és azt gondolom, hogy ez sokáig így is marad. Kétségtelen pél-
dául, hogy a földgáz az egyik legrugalmasabban felhasználható ener-
giahordozó. Az ideális elektromos hálózat szerintem egyesíti magá-
ban a komputerizált rendszerekkel támogatott hagyományos infra-
struktúrát, az energiatárolásra használatos víztározókat és a fosszilis
energiahordozóknál nagyobb arányban hasznosított megújuló ener-
giaforrásokat.
Fel lehetne használni az energia tárolására az elektromos autók akku-
mulátorait is, ahogy teszik is ezt az IBM svájci kutatóközpontjában. Ez-
zel csak az a baj, hogy a folyton konnektorba dugott autó akkumulátora
a szakadatlan merítéstõl-újratöltéstõl gyorsan tönkremegy, sokkal keve-
sebb ideig maradhat üzemképes.
A rendszert irányító számítógépes háttér szépsége Dykeman szerint
az egyszerûségében rejlik. A komputer igyekszik optimalizálni az áram-
felhasználást, ami ebben az esetben azt jelenti, hogy közelíti a fogyasztás
görbéjét a termelés görbéjéhez. Tizenöt percenként méri az áram iránti
igényt, és azokat a fogyasztókat, amelyek az adott pillanatban kevesebb
energiával is beérik, alacsonyabb fokozatba kapcsolja, hogy maradjon
elegendõ elektromosság a többieknek. Az áram iránti igény mérése
azonban nem olyan egyszerû, mint amilyennek elsõ olvasatra tûnhet.
Rengeteg eszköz használ áramot, bár ezek nagy része a rendszer mûkö-
dése szempontjából elhanyagolható.
– Nem érdekel minket minden egyes kenyérpirító – mondja Dyke-
man, hiszen a fûtés és a vízmelegítés lényegesen több energiát fogyaszt.
Az adatmennyiség még így is hatalmas lehet, a komputer feladata éppen
az, hogy ezekbõl értelmezhetõ és felhasználható értékeket állítson elõ.
Az energiatermelõ cégek nem tudnának mit kezdeni ezzel az adattömeg-
gel, õk csak arra kíváncsiak, hogy éppen mekkora a rendszer rugalmas-
sága, tehát milyen arányban lehet vagy kell csökkenteni, illetve növelni
a termelést.
De nem csak a termelés megújítását kívánja az áramellátás dinami-
kussá – és ezzel végsõ soron hatékonyabbá, olcsóbbá – tétele. A fogyasz-
tók együttmûködésére is szükség van hozzá.
– Az okos elektromos hálózatok az elosztott energiatárolást és -ter-
melést biztosító eszközökbõl, a dinamikus rendszerszabályozásból, az
elektromos jármûvekbõl és az okos mérõmûszerekbõl épülnek föl. Ez
utóbbi területen folynak jelenleg Magyarországon tesztek. Az energia-
szolgáltató cégek összefogva az idén próbálják ki ezeknek a mérõknek a
mûködését, az eredmények pedig egy jövõbeni okos hálózat kiépítését
segíthetik – mondja Prikk János, az IBM közmûvekért felelõs üzletágve-
zetõje. – Tizenötezer kisfogyasztó villanyóráját cserélik le okos mérõre,
amely sokkal több adatot szolgáltat az áramfogyasztásról. Ezekhez az
adatokhoz maguk a fogyasztók is hozzáférhetnek, és ha változtatnak
szokásaikon, akár pénzt is spórolhatnak. Az okos hálózatok valódi ereje
azonban csak akkor válik nyilvánvalóvá, amikor maga az okos hálózat
irányíthatja majd elektromos készülékeinket, és például akkor kapcsol-
ja be az elõkészített mosógépet, amikor épp áramtöbblet jelentkezik a
rendszerben, ezért olcsó az energia.
2013. január 26.
