Időt és pénzt spórolhat az ország ezzel a megoldással

Amire korábban volt egy évszázadunk, arra most egy évtized sem jut, ráadásul úgy kellene megduplázni a villamosenergia-hálózat kapacitását, hogy a gigaberuházásokhoz – az eddigi módszerekben gondolkodva – nem áll rendelkezésre sem a szükséges tőke, sem a szakemberállomány. Az Indexnek nyilatkozó szakértő szerint rengeteg idő és pénz spórolható meg azzal az elektrifikáció fejlődése során, ha szoftveres megoldásokkal digitális transzparenciát teremtünk a rendszerben.

Forradalom zajlik az energiaelosztásban – a legkevésbé sem túlzás ezt állítani, hiszen olyan változásoknak vagyunk tanúi, amelyekre korábban nem volt példa. Egyre nagyobbak a felhasználói igények, mind lakossági, mind pedig ipari szinten, ezzel pedig a villamosenergia-hálózat egyelőre nem képes lépést tartani. A probléma nemzetközi szinten is jelentkezik, de most inkább a hazai helyzetre fókuszálunk.

A témát – az elöregedő energiahálózat ok-okozati összefüggéseinek megvilágításától kezdve az aktuális kihívások bemutatásán át a lehetséges megoldásig – a Siemens Zrt. Smart Infrastructure divízióvezetőjével, Balasa Leventével jártuk körbe. Minden jel szerint az energiaelosztásban az a jövő útja, hogy a centralizált, rézalapú hálózatok helyét átveszik a decentralizált adatalapúak. Ugyanakkor ehhez sok munkára van szükség, miközben az idő vészesen fogy, ezért jól felfogott érdekünk minden lehetséges eszközzel támogatni az energiaátállás felgyorsítását.

Gazdasági fejlődéssel nő a villamosenergia-igény

Ahogy a gazdaság egyre több energiát igényel, úgy válik időszerűvé az energiarendszerrel kapcsolatos koncepciók modernizálása is, annyi különbséggel, hogy jóval korábban kell megtervezni az energiahálózat modernizálását, mint hogy arra ténylegesen szükség lenne – kezdte Balasa Levente, megjegyezve, hogy az ezzel együtt járó elektrifikáció megnöveli az áramellátással kapcsolatos elvárásokat.

További hajtóerőt képez az adatalapú gazdaság terjedése, ideértve a mind nagyobb energiafogyasztóknak számító adatközpontok térnyerését. A szakember arra is felhívta a figyelmet, hogy több vállalatnál már a környezeti-fenntarthatósági szempontok is megjelennek, amikor a szükséges adathalmaz nagyságáról döntenek, hiszen ez korrelál az áramigénnyel, amelyet a legtöbb szervezet már megújuló forrásból biztosítana, akár pluszköltségek mellett is.

De vissza a nagy képhez: a hazánkba érkező új gyártókapacitások energiaigényesnek tekinthetők, a növekvő számú e-járművek szintén további áramigényt támasztanak.

Az ipar fejlődéséhez megbízható, olcsó energiára van szükség, amelyben komoly részt tesz ki a napenergia, ugyanakkor ennek a beszabályozása, hálózatba illesztése fejlesztendő terület.

Tovább bonyolítja a képletet, hogy megjelentek új szereplők is, mint az úgynevezett prosumerek, azon fogyasztók, amelyek egyszerre használnak és termelnek energiát. A villamosenergia-hálózatokat nem erre tervezték.

Üzemeltetői és szabályozói kihívások

Ez tehát az alaphelyzet. A Siemens villamosmérnök végzettségű divízióvezetője szerint a legnagyobb próbatételt az testesíti meg, hogy amire korábban volt egy évszázad, arra most kevesebb mint egy évtized jut: az eddigi duplájára növelni a villamos hálózat kapacitását. A meglévő ismereteink szerint ez akkora tőkebefektetéssel járna, aminek pénzügyileg nincsen meg a forrása – sem itthon, sem másutt –, de nem áll rendelkezésre elég idő, valamint megfelelő számú és tudású szakember sem, így más megoldás után kell nézni. A feladat súlyát növeli továbbá, hogy az elkerülhetetlen átállást úgy kell felgyorsítani, hogy az megfeleljen a kibervédelmi szempontoknak is. Balasa Levente szerint

átfogó vízióban, hálózatfejlesztési koncepcióban érdemes gondolkozni, előnyben részesítve az innovatív és egyben költséghatékony megoldásokat. Ilyen lehet a legtöbb fogyasztót jelentő kisfeszültségű hálózat felokosítása.

Meg lehet ezt tenni a négymillió háztartás szintjén és/vagy a mintegy 30-40 ezer, települések határán gyakran látható „betonkockás” transzformátorállomásnál. Az utóbbi a gyorsabb megvalósítás és az alacsonyabb beruházásigény mellett utat nyit arra, hogy a hálózatok üzemeltetői láthassák, melyik esetében szükséges a proaktív karbantartás, és azt is, melyik körzetben milyen lehetőségek vannak az olyan új igények, mint például az e-töltési infrastruktúra kialakítására, mekkora „puffer” van a rendszerben. A hálózat transzparenciájának növelése ekkor együtt jár a szűkös erőforrások jobb menedzselésével is.

Ezzel összefüggésben elérkezhet a smart gridek, vagyis az intelligens hálózatok ideje, mint ahogy vezérelhetőségi lehetőségekkel érkezik a mérő mögötti világ,

így például a fogyasztóoldali szabályozás (DSR, az angol demand side response kifejezés alapján), amikor a végfogyasztók az áramhasználatuk időzítésével vesznek részt a fogyasztási csúcsok kisimításában, és járulnak hozzá a hálózatstabilitáshoz – természetesen megfelelő ösztönzők mellett.

Az újfajta megközelítést a szabályozói oldalnak is le kell követnie, időtálló módon. A szakember meglátása szerint a fogyasztói tudatosság fejlesztésének eszköze lehet a rugalmas tarifa alkalmazása is. Egy transzparens rendszer megteremtése a költségmenedzsment újragondolásával kezdődik, a hálózatfejlesztési tervek kontrolljában pedig szerepet kell kapnia az adatalapú döntéstámogatásnak.

Főszerepben az adat és a szoftver

Ez az alapja a Siemens víziójának is: a Smart Infrastructure vezetője szerint az elektrifikációs fejlődéssel akkor tudunk megbirkózni, ha

• a gyors eredmények elérése érdekében szakítunk a korábbi módszertanokkal,
• előtérbe helyezve a digitalizációt és a szoftveres megoldások alkalmazását.
• Egy szenzorokkal felszerelt hálózaton transzparensen látható, hol vannak torlódások, hol extra kapacitások,
• vagy éppen hol kell célzottan, beruházással belenyúlni a rendszerbe.

Ez viszont unortodox megoldás a villamos hálózatoknál: nem csupán nő az adat és a szoftver jelentősége, hanem azok ráadásul a felhőben jelenhetnek meg, hiszen az egyes trafóházakból felhozott adatok praktikusan cloud platformon értelmezhetők rendszerszinten. A mesterséges intelligencia célzott használata onnantól jöhet szóba, ha a strukturált adatok már az asztalon, pontosabban a felhőben vannak.

Az elképzeléseknek keretet adva a Siemens három szakaszos strukturált hálózatfejlesztést tervezett meg:

• az első a mérés és az elemzés szakasza,
• a második a tervezés és a fejlesztés,
• a harmadik pedig a szabályozások kialakítása és a mesterségesintelligencia-alapú működtetés.

Utóbbi teret nyithat a futurisztikusan hangzó, de már gyakorlatban létező eljárásnak, mint az ún. „öngyógyító” hálózat. Ez akár emberi beavatkozás nélkül képes egy-egy áramelosztási probléma korai felfedezésére, a hibás rész lokalizációjára és a szekció újrakonfigurálását követően az energiaellátás folytatására.

Növekvő komplexitás, lokális megoldások

Ha már említettük a napenergiát, az a ma már csaknem 260 ezer háztartási méretű kiserőmű és a mögötte álló majd 2400 MW összteljesítmény nagyban hozzájárult a hálózat komplexitásának növekedéséhez: fogyasztanak, de termelnek is, mindkettőt szabályozni kell.

Nemcsak a rendszerirányító MAVIRnak és az elosztóhálózatot működtető E.On-nak, MVM-nek lesz feladata, hanem már lokálisan is arra kell törekedni, hogy az ott megtermelt áramot helyben is használják fel, akár mikrogridek segítségével.

Így például előremutató gondolat, hogy egy ipari park naperőműve ne a rendszerre termeljen, hanem az ott működő üzemeket működtesse az előállított zöldenergiával – ezt egy üveggyár esetében már tesztelték is.

Balasa Levente megállapította, hogy a közép- és nagyfeszültségű alállomások mára nagyrészt digitálisan transzparensek, a kisfeszültségű transzformátor-alállomásokról ugyanez viszont nem mondható el, miközben lényeges elemei a hálózatnak. Növekvő szerep juthat az energiaközösségeknek és az aggregátoroknak, amelyek szabályozható kis és közepes, önálló hálózati egységeket alkothatnak, így hozzájárulhatnak a nagy elosztóhálózat stabilitásához. A szakember szerint

kialakítható az elszámolás rendszere is, amikor egy ilyen együttműködés során például egy település a napkollektorokból megtermelt, nem szükséges energiát átadja egy közlekedési társaság e-járműveinek töltéséhez, vagy az e-busztársaság a napelemparkjának teljesítményét kiadja a taxitársaság e-autóinak töltésére.

Ugyanerre lakossági példa: a technológia fejlődése lehetővé teszi, hogy egy magánszemély a jövőben a saját kocsijából származó árammal üzemeltesse a hétvégi házát. Az első lépés ebbe az irányba releváns pilotprogramok indítása, amelyek nagyban hozzájárulhatnak ahhoz, hogy egy-két év alatt transzparenssé váljon a hálózat. Viszonyításképp Ausztriában száz trafóállomást szerelnek fel mérőkkel, tesztelve a technológiát.

(Borítókép: Siemens)