A nagyfeszültségű egyenáram-hálózat (HVDC) lehet a megoldás arra, hogy az Egyesült Államokban a termelés és a fogyasztás közötti, nem ritkán valóban országméretű távolságot alacsony költségek mellett is áthidalhatóvá tegyék. A HVDC makrohálózat, mely 70 csomóponttal behálózná az egész országot a megújuló energia átviteli rendszerét jelentené, de a cél érdekében a föld alá kellene temetni a kábeleket. 

Erre jutott a teljesítmény-előrejelzéssel, teljesítmény-optimalizálással, illetve prognózisokkal és modellezésekkel foglalkozó Vibrant Clean Energy (VCE). A hálózatmodellező cég szerint a földalatti hálózat potenciálisan hozzá tud járulni ahhoz is, hogy a klímát szennyező anyagok kibocsátása is csökkenjen, de végeredményben azt a célt szolgálja, hogy megkönnyítse az ország számára a rendszer szintű nap-, illetve szélenergia alkalmazását.

A PV Magazine szerint a VCE modellezésének ezek a kulcstételei:

  • 210 távvezeték alkotná a rendszert, minden HVDC a föld (illetve: ahol víz van, a víz alá kerülne.
  • 70 csomópont elegendő lenne a hálózati összekapcsoláshoz,
  • hangsúlyos lenne a teljes partvonal infrastruktúrája,
  • képes lenne ez a hálózat kezelni a 2050-re prognosztizált 830 GW napenergia-, és az 1131 GW szélenergia potenciált

A jelenleg általában használatos, váltakozó áramú (AC) energiaátviteli rendszerekkel szemben a HVDC átvitel csak az utóbbi időben vált vizsgálati területté, miután kiderült, hogy egészen nagy energiamennyiséget  hatékonyabban képes nagy távolságokra továbbítani, mint az AC rendszerek. Májusban írtuk meg, hogy az EU félmilliárd eurót ad az Írországot Franciaországgal összekötő, 400 kV-os Celtic Interconnector megépítésére, mely a tervek szerint 2026-ra megépül, és szintén HVDC lesz. 

Korábban, szintén európai projektről akkor írtunk, amikor az Egyesült Királyságot Dániával összekötő Viking Link 525 kV-os beruházása került nagyító alá, 2018-ban pedig arról a kísérleti projektről is beszámoltunk, amivel Kínában egy óriási HVDC körgyűrű megépítésébe kezdtek.

Drága? Olcsó!

Az alaptézisek nem változtak azóta sem: annak ismerete, hogy az egyenáramú távvezetékre épített hálózaton minimális veszteség mellett lehet nagy mennyiségű villamos energiát nagy távolságra szállítani, régóta ismert az energetikában. A feszültségforrás-átalakítóval (VSC) szerelt VSC-HVDC rendszerek építésébe és fejlesztésébe az ABB, az Alstom és a Siemens is rengeteget invesztált az ezredfordulón, Európában. Ezek közös jellemzője azonban az volt, hogy néhány 10 MW átvitelére vállalkoztak - és néhány tucat kilométernyi távolságra. Az ok, amiért nem készültek nagyobb HVDC-projektek, egyértelműen a pénz volt.

Az amerikai modellezés azonban már egészen más megvilágításba kerül, mivel az elképzelés a zero2050usa – vagyis a nettó nulla kibocsátású Egyesült Államok vízióba „modellezte bele” gazdasági értelemben is az egyenáramú új, országos gerincvezeték-hálózatot.

A VCE által kiszámoltak szerint az új rendszer úgy 400 milliárd dollárba kerülne, amit 30 évre és MWh-ra számoltan úgy 7,5 dollárra kalkulált a hálózatmodellező cég. Ez utóbbi érték azért érdekes, mert a jelenlegi energiaárak mellett úgy 25 dollárral tudná csökkenteni az egységnyi költségeket. A VCE azt is kiszámolta, hogy ha ez a rendszer megépül, akkor 2050-re ezzel évente 4,5 gigatonna szén-dioxid-kibocsátási mennyiség megtakarítást lenne abszolválható (azáltal, hogy megújulóenergia-termelők töltenék ki a hálózaton szállított kapacitási lehetőségeket, nem pedig fosszilis vagy nukleáris termelők), aminek kalkulált értéke úgy 700 milliárd dollár.

Legalább 10 óra kell

Az Energiaügyi Minisztérium (DoE) egy friss döntése alapján 350 millió dollárt biztosít olyan feltörekvő, hosszú távú energiatárolási (LDES) demonstrációs projektekre, amelyek 10-24 órán át (vagy hosszabb ideig) képesek áramot szállítani. A hírt a Renewable Energy World írta meg azzal, hogy a minisztérium szerint a meglévő energiatárolási technológiák „nem eléggé méretezettek vagy megfizethetőek” ahhoz, hogy támogassák a megújuló energia széles körű használatát az elektromos hálózaton.Az LDES megcélozza, hogy 90 százalékkal csökkenthető legyen a hálózati léptékű energiatárolás költsége - ehhez pedig az kell, hogy egy évtizeden belül e rendszerek több mint 10 órás üzemidőt tudjanak biztosítani.

Azt, hogy a VCE-tervvel végül mi lesz, nem tudni. Azt azonban igen, hogy az amerikai Energiaügyi Minisztérium (DoE) 2023-ra össze kell állítson egy, a "nemzeti átviteli szükségletekre" vonatkozó tanulmányt. És a DoE már jelezte, hogy kutatási és fejlesztési lehetőségként tekint a nem konvencionális átviteli hálózatos elgondolásokra.