Napelemek: megállt az idő?

Az október 13-ai kormányszóvivői tájékoztatónak a napelemes háztartási méretű kiserőművekre vonatkozó részei komoly hullámokat vetettek mind lakossági, mind szakmai berkekben. Vajon indokolt és előremutató-e az ilyen szélsőséges beavatkozás? Melyek a valós lehetőségek és korlátok? A cikk ezeket és a fontosabb összefüggéseket tekinti át.

Nehéz műfaj magyar politikusok nyilatkozatait kommentálni, de 2022. október 13-án olyan mondatok hangzottak el a napelemes villamosenergia-termeléssel kapcsolatban, amelyek alapvető változást vetítenek előre a hazai villamosenergia-rendszerben. A nagy érdeklődést – és érzékelhető felháborodást – kiváltó mondatok a következők voltak:

„Mivel a villamosenergia-rendszer jelenleg nem tudja befogadni a megtermelt energiát, ezért a betáplálás lehetőségét felfüggesztjük.”

„Akik ezt követően telepítenek, azoknak változik a szabály. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy csak a saját háztartásában használhatja fel az energiát.”

A bejelentés szigorúan műszaki és gazdasági értékelése érdekében érdemes levenni a polcról Geszti P. Ottó egyetemi tanár 1967-ben írt, Villamosművek I-II. című könyvét. Villamosmérnök hallgatók generációi használták ezt az alapművet. A kétkötetes alapmű első fejezete többek között a következő gondolatokat tartalmazza:

„A villamos energia … jelentékeny mennyiségben nem tárolható. Így a fogyasztóknál fellépő villamosteljesítmény-igényt az erőműveknek azonnal és folyamatosan kell fedezniük, természetesen az átvitel veszteségeivel és az önfogyasztással megnövelt értékben. Valamely rendszerben tehát olyan teljesítőképességű erőműnek kell működni, hogy a rendelkezésre álló erőművi teljesítőképesség mindig nagyobb legyen, mint amekkora a csúcsterhelés… Egyéb villamosenergia-források is vannak, azonban ezek felhasználása még nincs olyan fejlődési fokon, hogy nagy mennyiségben történő felhasználásra alkalmas legyen (pl. napfényenergia, szélenergia, dagály-apály energiája stb.)”

Nem kívánva a fenti gondolatok ellen érvelni, de azért célszerűnek tűnik átgondolni, hogy 55 év elteltével ezek a sorok milyen új jelentéstartalmakkal gazdagodtak. Változott-e bármit a világ ezen sorok leírása óta, amely kéziratát még írógéppel készítették és a könyvben lévő, a szöveghez tartozó ábrákat pedig kézzel rajzolták.

Nyilván hosszú és fáradságos munka lenne az elmúlt 55 év műszaki fejlesztéseit számba venni, de azért a tisztán látás érdekében érdemes néhány mondatban a főbb irányokat összefoglalni:

Ha nem is jelentékeny mennyiségben, de ma már elérhetők a különféle villamosenergia tárolási technológiák, amelyek nem igénylik a természeti környezetünk radikális átalakítását.
A korszerű hálózatok ma már nem csak transzformátorokból, megszakítókból, mérőváltókból, szakaszolókból, távvezetékekből és némi méréstechnikából állnak. Rendelkezésre állnak korszerű teljesítményelektronikai eszközök is. Beleértve az időjárásfüggő termelőkapacitások csatlakoztatásánál használt invertereket is. Ezek az eszközök számos „csodára” képesek, csak megfelelően kellene őket kiválasztani, felparaméterezni és szabályozni. Nem lehet megspórolni a korszerű eszközök képességeinek a kihasználását, mert napjaink üzemirányítási problémáit nem lehet kizárólag hagyományos eszközökre épülő fejlesztésekkel megoldani. Ha kizárólag a hagyományos eszközökre épülő fejlesztésektől tesszük függővé a villamosenergia-rendszer képességnövelését, akkor sohasem fogynak el a fejlesztési feladatok és „a végtelenbe menő csillagösvény” végén keressük a megoldást.
A korszerű fogyasztói berendezések, különösen az irodaépületek, raktárak, hűtőházak, különféle ipari termelési technológiák, de még egy közepesen korszerűen felszerelt háztartás is számos olyan képességgel rendelkezik, amelyek szabályozhatóvá teszik a felhasználói berendezéseket.
55 év alatt a termelési technológiák is látványosan fejlődtek. Elérhetővé és megfizethetővé váltak az időjárásfüggő technológiák. Ha itt csak a napelemekre gondolunk, akkor már számos potenciálbecslés is elérhető, amelyek azt jelzik, hogy minden kiszámíthatatlansága ellenére csak a háztetőkön sok ezer MW-ban mérhető országos potenciál áll rendelkezésre. Jó példa egy ilyen potenciálbecslésre az a budapesti projekt, amely épületekre lebontva, az építési szabályozás és a valós fizikai lehetőségek alapján számolja ki a telepíthető napelemes kapacitások nagyságát (Szolár Térkép - Budapest-Nappal hajtva)
A korszerű technológiák a ma már elérhető és megfelelő minőségű kommunikációs összeköttetések révén távoli telephelyeken, hálózati végpontokon is elérhetők, szabályozhatók, ki- és bekapcsolhatók. Következésképpen ott, vagy annak közelében is be lehet avatkozni, ahol a termelés és a fogyasztás egyensúlya megbomlik, illetve feszültségtartási problémák keletkeznek. Kétségtelen, hogy ezen beavatkozások jelentős informatikai fejlesztéseket jelentenek, de ne legyenek kétségeink afelől, hogy

egy korszerű hálózatüzemeltető cég
ma már nem elhanyagolható mértékben
informatikai cég is.

Különösen igaz ez a megállapítás az elosztó és átviteli hálózati rendszerüzemeltetőkre.

Mindezek alapján mérnöki szempontból teljesen egyértelmű, hogy ma már a villamosenergia-rendszerben lévő termelés és fogyasztás egyensúlyát nem csak azzal lehet beállítani, hogy az ellátási lánc egyik végén lévő erőműveket „fel” és „le” irányban szabályozzuk, hanem számos egyéb beavatkozási lehetőség is létezik a rendszerszintű egyensúly beállítására. Sőt a hálózatokon szükséges feszültség stabilitás beállításához a közép- és kisfeszültségű hálózaton is rendelkezésre állnak korszerű teljesítményelektronikai eszközök. Tehát nem, illetve nem csak arról van szó, hogy szép és nagy hagyományos erőművek építésével és jó sok távvezetékkel oldjuk meg a problémákat.

Minden szabályozásnak azonban az az alapja, hogy

a szabályozásra képes egységek (nem csak forgógépek) csatlakozzanak a hálózatra és oda be tudjanak táplálni annyi villamosenergiát és olyan ütemezéssel, amelyre igény van.

Kereskedelmi értelemben akkor és úgy tudjanak betáplálni amikor erre a vevőnek igénye van.

Mi volt eddig a probléma?

A háztartási méretű kiserőművek a szaldó elszámolás keretében korlátlan betáplálási lehetőséggel rendelkeztek a villamosenergia-rendszer irányába. Ez azt jelentette, hogy akkor is be lehetett táplálni, amikor a betáplálásra konkrét igény nem volt, ráadásul a szaldó miatt a vételezés során fizetendő rendszerhasználati díjbevételek is radikálisan csökkentek a nettó elszámolás miatt. Ebben a modellben a hálózatot, a szükséges rendszerszintű szabályozási képességeket fenn kell tartani és lényegében tárolásra használható a hálózat, de ezen terhek finanszírozásában a szaldó elszámolást végző piaci szereplő nem, vagy csak csökkentett mértékben vesz részt. A szaldó elszámolási modellben tehát nem arról van szó, hogy „betáplálási kötelezettség” lenne, hanem arról, hogy „korlátlan betáplálási lehetőség” van.

A „kötelezettség” a „korlátlan lehetőség” és a „tiltás” minőségileg más kifejezések. Mindegyiknek más és más következménye van. A „kötelezettség” műszaki és jogi szabályozási szempontból tehát félreértés.

A „korlátlan lehetőség” átalakítása „tiltássá” azonban egy súlyos jogi szabályozási irányváltás, amely konkrétan megakadályozza mindazon új lehetőségek rendszerérdekű használatát, amely az elmúlt 55 év fejlődésének az eredménye.

Sokszor hangzik el az időjárásfüggő termelők alkalmazása ellen, hogy nem süt mindig a nap és nem fúj mindig a szél. Az elmúlt egy év európai energetikai fejleményei azonban egyértelműen megmutatták, hogy földgáz sem áll korlátlanul rendelkezésre, ráadásul az sem evidencia, hogy a jelenlegi irányból korlátlanul importálhatók a nukleáris fűtőelemek. Az ellátásbiztonság kialakítása szüntelen kockázatkezelés, amely csak a különböző időtávon rendelkezésre álló energiaforrásokból kialakított portfolióval kezelhető, ráadásul ebben a portfólióban az jelentené a legkedvezőbb helyzetet, ha a lehető leginkább a környezetkímélő módon felhasznált hazai energiaforrásokra támaszkodnánk. Nem azért, mert az EU előírja hanem azért, mert

nemzeti érdek az energetikai kiszolgáltatottság minimalizálása.

Ebből a helyzetből pedig következik, hogy luxus, sőt önsorsrontás az időjárásfüggő források kihagyása, korlátozása csak azért, mert a rendszerszintű kezelésük csak akkor tud hatékony lenni, ha kilépünk a hagyományos és 55 éve leírt és fent bemutatott keretekből és alkalmazzuk az elmúlt 55 év fejlődési eredményeit.

Merre van a cél?

A fentiek alapján

a szaldó elszámolásnak nincs jövője, de a betáplálás tiltása sem érdemi alternatíva.

Ahhoz, hogy az új technológiák a rendszerirányítás, illetve a lokális hálózati problémák kezelésére felhasználhatók legyenek az időjárásfüggő termelőknek is csatlakozniuk kell a hálózatra és

meg kell engedni a betáplálás lehetőségét, de csak úgy, ha van vevő a betáplálandó energiára, azaz a betáplálók nem akkumulátorként használják a hálózatot.

Egy dolgot nem szabad elfelejteni.

Egy működőképes modellben szabad hozzáférést kell biztosítani a hálózathoz.

A szabad hozzáférés azonban senkinek sem lehet korlátoktól mentes hozzáférés, hiszen a szelektív korlátozás azt jelenti, hogy a kevesebb, vagy a semmilyen korláttal sem rendelkező betápláló miatti költségeket a többi betáplálónak, vagy a fogyasztónak kell megfizetni.

A háztartási méretű kiserőművek szabad betáplálásának két lényeges feltétele van. Az egyik a mérés. A villamosenergia-piacon ugyanis semmilyen piaci szolgáltatás sem értelmezhető a legalább 15 perces távleolvasható átlagteljesítmény mérés (esetünkben okos mérés) nélkül. Tehát annak, aki betáplál és vételez (termelő-fogyasztó az EU szabályozás szerint) mindenképpen olyan méréssel kell rendelkeznie, amely irányonkénti mérésre alkalmas. A másik lényeges feltétel pedig a fogyasztó ellátási szerződésének a korrekt szabályozása, azaz az egyetemes szolgáltatás keretében megkötendő teljes ellátás alapú szerződés olyan átalakítása, amely megengedi a termelés értékesítését egy olyan entitásnak, aki nem az egyetemes szolgáltató. (Egyszerűbb megoldás lenne azt mondani, hogy aki értékesíteni szeretné a termelését az hagyja el az egyetemes szolgáltatást. Könnyű azonban belátni, hogy az elmúlt évek politikai törekvései az egyetemes szolgáltatás, de facto monopolizálásához vezettek. Egyszerű megoldásnak tűnik azt mondani, hogy ki kell lépni az egyetemes szolgáltatásból. A valóságban azonban a lakossági felhasználó számára „nincs élet” az egyetemes szolgáltatáson kívül, hiszen sikerült elérni, hogy nincs alternatív szolgáltató. Következésképpen olyan modell a gyakorlatban nem tud működni, amelyben a lakossági felhasználó versenypiacra lép és egy versenypiaci szereplővel szerződik az ellátására és a másik félnek értékesíti a napelemmel termelt többletet. A de facto monopol helyzetben lévő egyetemes szolgáltatónak ez nyilván kellemetlen, de ez a nagyság egyik hátrányos következménye. Az egyetemes szolgáltatónak, mint gazdasági társaságnak kellemetlen a helyzet, a termelő-fogyasztóknak és a villamosenergia-rendszer egészének pedig jó.)

Fontos látni, hogy napelemek betáplálási lehetősége nélkül nincsen közösségi energiatermelés, azaz nincs energiaközösség, nincs kit aggregálni, nem lehet megoldani a társasházakra szerelt napelemek elszámolását, nincs elosztóhálózati flexibilitás, a lokális egyensúly kialakításához nem lesz termelés szabályozási képesség, a több telephelyen lévő felhasználók nem oszthatják meg a termelésüket a cégcsoporton belül. Esély sincs egy olyan projekt megvalósítására, amely például a HMKE többletekből fejlesztene hidrogént. Továbbá olyan projekt sem lesz megvalósítható, amelyben „Mari néni” a Ló utca 3-ból napelemes termelési többletet értékesít „Józsi bácsinak”, aki a Ló utca 7-ben lakik (energia megosztás). Sőt amennyiben nincs megteremtve a lehetőség az időjárásfüggők tartalékpiaci szerepvállalására, akkor természetesen a rendszerszintű szolgáltatásokhoz szükséges és a tartalékkapacitás szempontjából szűkös időszakokban a kínálat sem lesz bővíthető. A tiltással nem csak a korlátlan betáplálás lehetősége szűnik meg, hanem a felsorolt

képességek és lehetőségek is elvesznek a rendszer számára, amelyek összességében drágítják és rendszerszinten kockázatosabbá teszik a villamosenergia-ellátást és akadályozzák az innovációt.

Ha van alkalmas szabályozási környezet és van szabad és szabályozott hozzáférés a hálózathoz, akkor lesz olyan üzleti szereplő is, aki nem csak terhet, hanem üzleti lehetőséget is lát a termelő-fogyasztók összefogásában és a termelésük értékesítésében.

Mindebből következik, hogy a szabályozási célrendszert a következő formában kellene meghatározni:

okos mérés,
a mérlegköri szabályokhoz illesztett bruttó elszámolás, továbbá
támogató egyetemes szolgáltatási szerződéses környezet és
innovációt segítő szabályozási keretek.

Jól látszik, hogy ezen célok elérése nem csak új vezetékek építésével érhető el, hanem elsősorban a jogi szabályozáson kell igazítani.

Biztosan lesznek olyan területek a hálózaton (hiszen most is vannak), ahol ténylegesen új vezetékeket is kell építeni, de a lokális feszültségszabályozási problémákra nincsen általános megoldás. Mindig a helyi adottságokhoz igazodó megoldást kell és lehet találni. Az mindenesetre biztos, hogy nincsenek olyan beruházások, amelyek megépítésével megoldódik az összes probléma, míg a beruházások hiányában kezelhetetlen lenne a helyzet.

Ezért az országos technológiai korlátozás nem megoldás mert lényegében megfosztja az ingatlan tulajdonosokat az érdemi energiaracionalizálás lehetőségétől.

A körülbelül 90.000 km hosszúságú kisfeszültségű hálózaton, amely közel 60.000 db KÖF/KIF transzformátoron keresztül van megtáplálva sem műszaki, sem pedig gazdasági szempontból nem célszerű egyetlen, univerzális megoldásban gondolkodni,