Magyarországon relatív nagy mennyiségű kapcsoltan hőt- és villamos energiát termelő, jellemzően földgáztüzelésű erőmű épült a kétezres évek elején. Ezek néhány száz kilowatt (kW) villamos teljesítménytől 50 megawatt (MW) teljesítményig nagyjából minden méretben előfordulnak. A hirtelen növekedés annak volt köszönhető, hogy a 2002/56 GKM rendelet fix és kedvező átvételi árat biztosított a számukra (KÁT rendszer), tehát biztosak lehettek abban, hogy a program végéig, azaz 2010-ig biztos bevételük lesz. (Végül a fél év moratóriummal 2011 június 30-án zárult a kötelező átvételi rendszer nevezett időszaka.)

Bár ezen erőműveknek volt idejük felkészülni a kötelező átvételi rendszer utáni időszakra, sokakat mégis, mintha váratlanul ért volna az, hogy a szabad piacon találták magukat. "Többen talán a KÁT rendszer gyors megújításában vagy egyszerű meghosszabbításában bíztak. Nem így lett..." - mondta a Napi.hu érdeklődésére Luczay Péter, az ALTEO nagykereskedelmi és virtuális erőmű irányítási igazgatója.

Kapcsolódó

2011 második felétől ugyanis a KÁT-ból kikerült kiserőműveknek maguknak kellett megtalálniuk a túlélésüket biztosító piacokat, azaz olyan formában és annyiért kellett a megtermelt villamos energiát értékesíteniük, hogy azzal a fenntartható működés feltételeit megteremtsék. Ez akkoriban egyáltalán nem tűnt egyszerű feladatnak, nem volt nyilvánvaló, hogy mit is lehetne ezekkel az erőművekkel kezdeni, nem volt egy jól bejáratott, kipróbált szisztéma, amihez igazodni lehetett volna, így arccal a fejlesztés és az innováció felé fordulva, az ezen erőműveket működtető vállalatok különböző modelleket, üzemeltetési stratégiákat, strukturált termékeket kezdtek fejleszteni. (Hatalmas lehetőség előtt Magyarország - kérdés, mennyire élünk vele.)

Egységben az erő

A megoldást végül a kiserőművek úgynevezett virtuális erőművekbe, avagy ahogy a szakma szereti hívni, szabályozó központokba tömörülése jelentette.

Luczay Péter: kihívót kaptak a nagyerőművek

A rendszer lényege, hogy egy képzett (virtuális) elszámolási ponton keresztül lehetővé teszi a hálózat különböző pontjaihoz csatlakozott erőművek egy egységként történő kezelését, ezáltal lehetőséget biztosítva a rendszerszintű szolgáltatások piacain történő megjelenésre is. Ekképpen a szabályozó központhoz csatlakozó erőművek együttese olyan termékeket is képes előállítani, melyekre önmagukban, egyesével nem képesek, azaz a szabályozó központ lényegesen nagyobb hozzáadott értékű termékmixszel tud a piacon megjelenni.

Ezzel nemcsak a túlélésüket biztosították, hanem egy olyan piacon találták magukat, amely eddig a nagyerőművek privilégiuma volt. "Jöttek azonban a "kicsik", és a nagyjából 60-70 darab kiserőművet 8 szabályozó központba - köztük az ALTEO-éba - sűrítették, akik így - leginkább a szekunder szabályozási tartalék szolgáltatás révén - jelentős szeletet hasítottak ki a rendszerszintű szolgáltatások piacból" - mesélte Luczay, aki szerint vélhetően magának a rendszerirányítónak is meglepetés volt a kiserőművek ilyen mértékű sikeres szerepvállalása az országos villamosenergia-rendszer stabilitásának fenntartásában.

Miről is van szó?

A villamosenergia-rendszerben nem tárolódik energia, következésképpen a mindenkori termelés meg kell egyezzen a mindenkori fogyasztással. Az erőművek termelése jellemzően ütemezett, azaz előre meghatározott (menetrendes), a villamosenergia-felhasználás pedig folyamatosan változó, pontosan nehezen előrejelezhető érték. Nem nehéz azt belátni, hogy a rendszerben, bár változó mértékben, de folyamatosan fennáll valamilyen mértékű egyensúlytalanság, azaz vagy villamos energia többlettel vagy hiánnyal küszködik a struktúra.

Gondoljon csak bele, hogy bármilyen fogyasztó elindítása vagy leállítása megváltoztatja a rendszer állapotát, azaz minden fogyasztó oldali akciót termelés oldali reakció követ, és a termelés oldali reakció nagyon hatékony akció. Ha Ön csatlakoztat pl. egy vasalót, akkor azzal megterheli a rendszert, azaz prompt jellegű többlet igény jelentkezik, amit kb. ebben a tempóban ki is kell tudni elégíteni, azaz - a rendszer többi elemének változatlan viselkedése esetén - akármilyen állapotban is volt a rendszer, ennyivel biztosan több villamos energiát kell előállítani, mint az ezt megelőző pillanatban, így a szabályozásban részt vevő erőművek vagy szabályozó központok online terhelésváltoztatási utasítást kapnak a rendszerirányítótól és lekövetik a változást.

Bár elsőre lehet érdekesen hangzik, de függetlenül az erősen véletlenszerű jellegétől nem a hasonló lakossági igények változása jelenti a rendszerben a legfőbb bizonytalanságot. A nagyszámú, ad-hoc, de mégis valamiféle rend szerint működő lakosság fogyasztása relatív jól előrejelezhető, azaz előre az igényekhez lehet igazítani a termelést. Sokkal nagyobb bizonytalanságot hordoz az időjárás nem pontosan előrejelezhető mivolta. Egy egyszerű példa segítségével: ha az ország enyhe nyári napra számít és helyette kánikula lesz, akkor a légkondicionáló berendezések magasabb igénybevétele a tervezettnél több villamosenergia-felhasználást eredményez, azaz forszírozni kell a termelést, míg ugyanez fordítva, ha kánikulára számítunk és bejön egy hidegebb áramlat, akkor a tervezettnél kevesebb villamos energiát használunk fel és vissza kell fogni a termelést.

A tervezettől eltérő (esetenként szélsőségesen magas vagy alacsony) fogyasztáskor tehát olyan források kellenek, melyek rugalmasak, szabályozhatóak, azaz folyamatos terhelésváltoztatásukkal képesek fenntartani a termelés és fogyasztás igen kényes egyensúlyát. Ezen források rendelkezésre állását és igénybevételét a rendszerirányító szervezi, illetve ad online teljesítmény parancsot a szabályozásban részt vevő entitások számára.

Luczay Péter: a megugró és váratlanul eső energiaigényeket ki kell elégíteni

Gazdasági értelemben ez a piac is olyan, mint a többi, a szabályozó képesség rendelkezésre bocsátásának, illetve magának a szabályozási energiának az ára is a mindenkori kereslet-kínálat függvényében alakul ki. A Magyar Villamosenergia-ipari Átviteli Rendszerirányító (MAVIR) a rendszerszintű szolgáltatásokat különböző aukciókon szerzi be, melyek tekintve, hogy a szolgáltatások terjedelme és minőségi kritériumai pontosan rögzítettek, tisztán árvezéreltek. Tehát kissé leegyszerűsítve, de a legolcsóbban szolgáltatást kínálók jutnak lehetőséghez. A rendszerszintű szolgáltatások piacán jelenleg jellemző túlkínálat komoly versenybe kényszeríti a piaci szereplőket, akik folyamatos fejlesztésekkel, egyre hegyesebb optimalizációkkal és innovatív megközelítésekkel tartják ébren egymást és biztosítanak egyre kedvezőbb árú szolgáltatást a magyar villamosenergia-rendszer számára - magyarázta Luczay.

"Ez egy remekül összerakott, jól működő, stabil rendszer, ami nagyjából mindenhol így működik a világon, kis különbségekkel ugyan, de ugyanazon elvek alapján" - hangoztatta az ALTEO nagykereskedelmi és virtuális erőmű irányítási igazgatója, aki elmondta azt is, hogy a rendszerirányító nem figyeli külön-külön a kiserőműveket, csak a szabályozó központ által egységesített termelést. "Tudja pontosan, hogy mi áll a virtuális erőmű mögött, de ezek működését online egyesével nem követi" - emelte ki Luczay, aki szerint az aktuális műszaki adottságok mentén, a rögzített elvárásoknak megfelelően, a mindenkori gazdasági racionalitás alapján dől el, hogy a szabályozó központ pontosan melyik erőműveket terheli vissza vagy fel.

Beállt a piac

A szabályozási tartalék biztosításának egyik legfontosabb paramétere a szabályozásban részt vevő erőművek vagy szabályozó központok elérhető terhelésváltoztatási sebessége. A virtuális erőművek jellemzően több olyan kiserőműből állnak, melyek önmagukban nem képesek megfelelni a terhelésváltoztatási sebesség (gradiens) kritériumnak, azaz önállóan nem képesek szekunder tartalék szolgáltatás nyújtására. A virtuális erőművekhez csatlakozó kiserőművek párhuzamos működtetése esetén azonban a gradiensek összeadódnak, így teljesülhet ez a feltétel is, azaz a kiserőművek egyesével nem, de egymással egy szabályozó központban együttműködve részt tudnak venni az országos villamosenergia-rendszer kiszabályozásában.

A szekunder tartalék szolgáltatás, alapvető kritériuma, hogy a felkínált szabályozási tartományt, mely 1-2 MW-tól, akár 100-200 MW-os nagyságrendig is terjedhet, az adott szabályozási egység (erőmű vagy szabályozó központ) 15 perc alatt bejárja. A szekunder szabályozásban részt vevő szereplőknek tehát negyed óra alatt kell a tervezett menetrendjükhöz képest a minimum vagy maximum termelési értéket elérjék, úgy hogy a terhelésváltoztatás sebessége nem lehet kisebb, mint 2 MW/perc.

A különböző erőművek szabályozhatósága között igen nagy különbséget figyelhetünk meg, mind szabályozási tartomány, mind gradiens tekintetében. Egy 0,5-7 MW közötti jellemző villamos teljesítményű gázmotor kb. 40-100 százalék tartományban kb. 0,2-1,2 MW/perc sebességgel szabályozható, így 200 MW - 300 MW szabályozó kapacitást tudnak a virtuális erőművek a rendszer számára biztosítani min. 8 x 2 MW/perc = 16 MW/perces gradienssel. Összehasonlításul egy nagyerőmű technológiától függően jellemzően 50-200 MW szabályozási tartománnyal és 4-20MW/perc terhelésváltoztatási sebességgel rendelkezik, azaz elmondhatjuk, hogy bizonyos szempontokból a sok decentralizáltan elhelyezkedő kiserőmű virtuális erőművekbe szerveződve, rendszerszabályozás szempontjából egy modern nagyerőmű kvalitásaival bír - mondta Luczay.

Belátható, hogy a 2MW/perces minimális gradiens korlát okán célszerűnek tűnik, ha a virtuális erőmű rendelkezik egy irányba legalább 30MW szabályozó kapacitással, így az összes elérhető kiserőművi szabályozó kapacitást is figyelembe véve egyfajta optimumot jelent, ha a szabályozó központok mérete hasonló. "Talán ennek is köszönhetően beállni látszik ez a piac Magyarországon, a virtuális erőművek jellemzően ~50 MW beépített villamos teljesítménnyel és irányonként ~30MW szabályozó kapacitással rendelkeznek. A piac nagyjából önmagát szabályozta be erre a méretre" - magyarázta Luczay.

Így van ezzel az ALTEO is, mely - a Sinergy-vel történő erőegyesítés után - jelenleg egy ~50MW beépített teljesítményű virtuális erőművet működtet. Ez néha kiegészül egy-két külsős partnerrel, de az is előfordul, hogy csak a saját erőművek vannak a rendszerben.
Ezzel kapcsolatban érdemes kiemelni, hogy alapvetően kétfajta erőmű van: az egyik típus, ami természetszerűen az azonos tulajdonosi vagy egyéb érdekközösségen (pl. vállalatcsoport) belül működő szabályozó központhoz csatlakozik (pl. az ALTEO csoport erőművei praktikusan az ALTEO szabályozó központjához csatlakoznak), míg a másik a "független", amely ideiglenesen csatlakozik egy virtuális erőműhöz, ám ha talál egy másik, általa jobbnak vagy kedvezőbbnek vélt lehetőséget, akkor vált. A kiserőművek preferenciái - akárcsak a szabályozó központok működései - meglehetősen változatosak. Jellemzően differenciáltak a profitmaximalizálás időhorizontját és kockázati étvágyukat tekintve. Vannak, akiket csak a következő időszaki (rövidtávon realizálható) profit érdekel; mások árbevételt maximalizálnának; léteznek, akik a középtávú műszaki és gazdasági fenntarthatóságot tekintik célfüggvénynek; egyesek minél kiszámíthatóbb és tervezhetőbb eredményeket szeretnének, ellentétben azokkal akik viszont nem tekintenek tragédiaként a különböző időszakok közötti hullámzó és kiszámíthatatlan eredménytermelő képességre. Tehát elég színes a piac...

Tekintve, hogy minden szabályozó központnak más-más típusú erőművekből áll a portfóliója, működésük során más-más optimumokat keresnek, illetve különböző üzleti és kockázatvállalási stratégiákkal működnek, a "független" erőművek kedvükre válogathatnak a szabályozó központok felől érkező ajánlatukból, illetve mindenkori preferenciáiknak megfelelően köteleződhetnek el egy-egy virtuális erőmű irányába hosszabb vagy rövidebb távra. "Elképzelhető, hogy egy 1 MW-os erőmű semmilyen hozzáadott értékkel nem bír számunkra, ám egy másik virtuális erőműnek pont egy ekkora kapacitás, és az általa képviselt terhelésváltoztatási sebesség hiányzik" - magyarázta a rendszer működését az ALTEO nagykereskedelmi és virtuális erőmű irányítási igazgatója.

Gyors változás nem várható

Luczay Péter szerint célzott támogatások hiányában nem várható, hogy valaki hasonló közcélú hálózatra tápláló földgáz bázisú kiserőművek építésébe kezd Magyarországon, így ebből az irányból sem a virtuális erőművek számának növekedésével sem a szabályozási piacon elérhető teljesítmény növekedésével nem érdemes számolni. Reális középtávú cél lehet azonban a kiserőművi kapacitások fenntartása, amit nehezít az a körülmény, hogy az időszakosan (üzemviteltől és eszköztől függően 10-15 évente) esedékes ún. nagykarbantartásokba (~15-20MHUF/MW) a jelen piaci körülmények között már nem minden esetben érdemes befektetni, ugyanis a megtérülés erősen kétséges. Egy 20MW beépített villamos teljesítménnyel rendelkező kiserőmű teljes felújítása, elérheti a 300 millió forintos értéket is.

A nagykarbantartás, felújítások között egy-egy gázmotor jellemzően 50-60 ezer üzemórát fut, ez egy átlagos személygépjármű használatot feltételezve közel hasonló, mintha az autó motorját 3-4 millió kilométerenként kellene felújítani. Akárcsak a repülésben, itt is elmondható, hogy egy helyesen üzemeltetett, összes előírt és igényelt karbantartást és felújítást megkapott erőműegység (pl. gázmotor) nagyon sokáig képes a névlegeshez közeli értékekkel termelni, azaz önmagában a kiserőmű kora nem annyira mértékadó, mint a karbantartás megfelelősége. "Ezek arra lettek kitalálva, hogy bírják, így ha okosan van karbantartva, akkor olyanok, mint a repülőgépek. Nem a koruk az érdekes, hanem a benne levő technológia módszeres karbantartottsága" - magyarázta Luczay.

Éppen ezért mondja azt az ALTEO szakértője, hogy középtávon valószínűsíthető a beépített kiserőmű volumen fokozatos erodálódása, így a magyar villamosenergia-rendszer számára elérhető szabályozó kapacitás csökkenése. Ez a fajta meg nem újuló avulás még a szabályozási igény állandóságát (az időjárásfüggő megújulók terjedésével várhatóan emelkedni fog) feltételezve is könnyen a szabályozási energia árának emelkedéséhez vezethet, amit végül a fogyasztóknak kell megfizetni.

A szabályozó központok jövőképe kihívásokkal teli, fennmaradásukhoz és fejlődésükhöz elengedhetetlenül szükséges a folyamatos megújulás, tevékenység-, illetve portfólió bővítés. Mint részben autonóm szabályozási rendszerek integrálhatják a KÁT-ból kikerülő időjárásfüggő villamosenergia-termelőket, kiegészülhetnek villamosenergia-tároló architektúrával, illetve akár speciális fogyasztók kiszabályozására is vállalkozhatnak. Véleményem szerint a szabályozó központoknak egyértelműen helye van és lesz is a villamosenergia-rendszerekben, de szerepük időről-időre, akár szignifikáns mértékben is változhat - állította Luczay.

A cikk megjelenését az ALTEO Nyrt. támogatta.