Kalifornia az elmúlt években jelentős előrelépést tett a megújuló energiaforrások és a nagy kapacitású akkumulátorok terén. A cél nem kisebb, mint hogy 2045-re az állam teljes mértékben tiszta energiát használjon, bár még számos kihívást kell leküzdenie ahhoz, hogy ezt elérje. Az alábbiakban részletesen bemutatjuk, hogyan haladnak a tiszta energia felé vezető úton, és milyen szerepet játszanak ebben az óriás akkumulátorok, valamint a megújuló energiaforrások. 

Kalifornia úttörő szerepe a megújuló energiában 

Az Egyesült Államok legnépesebb állama évek óta az élen jár a megújuló energiaforrások terén, és célja, hogy 2045-re teljes mértékben átálljon a tiszta energiára. A vezető szerepét jól mutatja a Mojave-sivatag határán fekvő gigaerőmű, ahol több mint 1,9 millió napelempanel található. A minnesotai Mortenson vállalat által üzemeltetett létesítmény kapacitása 3280 megawatt,  

de ami talán még fontosabb, hogy mindezt az energiát 120 ezer akkumulátor tárolja.  

Ez az egyetlen ilyen létesítmény az országban, amelynek ilyen mértékű az autonómiája, és kulcsfontosságú a helyi hatóságok által 2045-re kitűzött cél eléréséhez. 

A tavalyi év végén Kalifornia elérte az eddigi legnagyobb mérföldkövet a klímaváltozás elleni küzdelemben: a régió először lépte át a 10 ezer megawattos fotovoltaikus tárolókapacitást, ami elegendő ahhoz, hogy a kereslet 20 százalékát kielégítse. „Csak az elmúlt öt évben Kalifornia több mint tízszeresére növelte az akkumulátoros tárolókapacitását” – mondta Gavin Newsom kormányzó. Amikor 2019-ben hivatalba lépett, az állam tárolókapacitása mindössze 770 megawatt volt, és a cél az, hogy 2045-re elérje az 52 ezret. 

Az akkumulátorok szerepe kulcsfontosságú 

A kaliforniai energiahálózat egyik legnagyobb erőssége a lítiumion-akkumulátorok növekvő száma. Mark Rothleder, a Kaliforniai Független Rendszer-üzemeltető (California Independent System Operator, CAISO) alelnöke szerint „ez egy lenyűgöző kaliforniai sikertörténet, mert annak ellenére, hogy időnként adódnak problémák, a négyórás akkumulátorok nagyon jól teljesítettek, és képesek voltunk elosztani ezt a tárolt energiát az esti csúcsidőszakokban, amikor a legnagyobb szükség volt rá”. Jelenleg az egyik fő akadály az energiatároló rendszerek relatíve még mindig magas költsége, amely megakadályozza ennek a technológiának a szélesebb körű elterjedését. A szakértők szerint, ha az árak csökkennének, a hatékony tárolás ideje nyolc-tíz órára is meghosszabbodhatna. 

Az elmúlt év időjárási viszonyai is hozzájárultak a megújuló hálózat fejlődéséhez, a 2023-as ugyanis a legcsapadékosabb esztendő volt egy olyan régióban, amelyet állandó szárazság és számos erdőtűz jellemez.  

Tavaly nyáron négy év óta először nem adtak ki nyilvános riasztást, hogy az emberek kapcsolják ki a készülékeiket és takarékoskodjanak az energiával, hogy a kereslet ne haladja meg a kínálatot. Az előző három esztendőben 29 ilyet adtak ki. 

A 2024-es tavasz szintén segített Kaliforniának újabb mérföldköveket elérni a tiszta energia terén. Az enyhe hőmérséklet miatt az emberek kevesebbet használták a légkondicionálókat, így az energiaigény alacsony maradt. Napnyugta után az akkumulátorokban tárolt energiát használták fel, miközben a gázt is bevonták a rendszerbe a kereslet kiegészítésére. Idén tavasszal a megújuló termelés elegendő volt ahhoz, hogy az állam áramhálózatát 48 napból 40-en keresztül ellássa, szemben az előző év hét napjával. 

A lítiumakkumulátorok egyre inkább háttérbe szorítják a fosszilis tüzelőanyagok használatát. Jelenleg a gáz az állam elektromos hálózatának a 40 százalékát teszi ki, azonban a használata áprilisban elérte az elmúlt hét év legalacsonyabb arányát.  

Az adatok egyértelműen azt mutatják, hogy az akkumulátorok kiszorítják a földgázt, amikor a napelemek napi szinten fel- és lekapcsolódnak a CAISO rendszerében”  

– állapítja meg a Grid Status, egy energiaügyekkel foglalkozó szakértő cég elemzése. 

A California Independent System Operator (CAISO) egy nonprofit független rendszer-üzemeltető, amely felügyeli a kaliforniai ömlesztett villamosenergia-rendszer, a távvezetékek és a tagközművek által termelt, illetve továbbított villamosenergia-piac működését. 

2021, 2022 és 2023 áprilisában még a földgáz volt a hálózat királya, ekkor a CAISO 9 és 10 ezer megawatt közötti mennyiségű gázt juttatott a hálózatba a napenergia kimerülését követően. Tavaly áprilisban azonban az energiatárolásnak köszönhetően ez mindössze 5000 megawattra csökkent.  

Légifelvétel egy Mojave-sivatagban található napelemfarmról. Forrás: Dreamstime.

Hogyan segítenek az akkumulátorok a hálózat stabilitásának fenntartásában? 

Kalifornia áramhálózatának a stabilitása az utóbbi években sokat javult, különösen a legutóbbi, csaknem háromhetes rekordot döntő hőhullám idején. Az állam energiahálózata relatíve érintetlen maradt, és a tiszta energiába történő beruházásokat, különösen az óriás akkumulátorok szerepét, amelyek a napenergiát tárolják a naplemente utáni időszakokra, az illetékesek különösen kiemelték. Elliot Mainzer, a Kaliforniai Független Rendszer-üzemeltető elnök-vezérigazgatója szerint „ez egy jó korai teszt volt, amit nagy sikerrel teljesítettünk”.  

A CAISO utoljára 2022-ben adott ki felhívást az önkéntes takarékoskodásra egy rendkívüli hőhullám idején. Azóta Kaliforniában körülbelül 11 600 megawatt új megújuló energiaforrás lépett be az elektromos hálózatába, ebből 10 ezer akkumulátoros kapacitás, ami elegendő 10 millió otthon energiaellátásához néhány órára. 

Kaliforniában található a világon Kínán kívül a legtöbb hálózati akkumulátor  

– mondta Mainzer. 

Amerikában még sokan emlékeznek a 2020. augusztusi fullasztó hőhullámra, ami miatt több százezer kaliforniai számára áramszüneteket rendeltek el, és  néhányan emlékezhetnek egy két évvel ezelőttire is, amikor a klímák önkéntes kikapcsolására kérték a lakosságot, hogy ne omoljon össze a hálózat. Az utóbbi hetekben, amikor ismét forróság borította az államot, ezek az időszakok valószínűleg sokakban felidéződtek. A mostani hosszan tartó hőhullám minden idők legforróbb 20 napos időszakát eredményezte Sacramentóban, és 51,1 Celsius-fokos rekordhőmérsékletet Palm Springsben. Azonban ezúttal sikerült elkerülni a sürgősségi riasztásokat vagy önkéntes takarékoskodási felhívásokat. 

Kalifornia törvényei szerint 2035-re az összes kiskereskedelmi villamosenergia-értékesítés 90 százalékának megújuló energiaforrásokból kell származnia, és 2045-re ezt a célt 100 százalékra kell növelni. Jelenleg a fosszilis tüzelőanyagokból előállított villamos energia a teljes termelés körülbelül 40 százalékát teszi ki. Ahhoz, hogy a végső céljukat elérjék, a CAISO egy tavalyi jelentésében azt írta, hogy  

az államnak legalább 7,5 milliárd dollárt kell költenie új nagyfeszültségű távvezetékekre.  

Ezek megépítése azonban akár egy évtizedig is eltarthat. Ez csupán egyike azon számos kihívásnak, amellyel Kaliforniának szembe kell néznie, hogy megvédje a hálózatát a szélsőséges időjárástól, amely a klímaváltozás következménye, miközben egyidejűleg megszabadul az elektromos szektornak a bolygót melegítő hatásától. 

Az energiaátállás előnyei és kihívásai 

Rob Gramlich, a Grid Strategies energiapiaci tanácsadó cég elnöke szerint az állam számos lépést tett a helyes irányba – a jóváhagyási reformoktól kezdve a korai akkumulátorokra tett nagy tétig. „Minden szempontból nagyszerű hír, hogy tiszta, szén-dioxid-mentes energiával működtetik a világítást” – tette hozzá. „Úgy gondolom, hogy az állam okosan tette, hogy korán nagyot tett az akkumulátoros tárolásra. Bár sok állam szkeptikus volt, Kalifornia nagyban belevágott, és úgy tűnik, működik.” 

Ahogy Kalifornia egyre közelebb kerül a 2045-ös céljaihoz, a következő években még nagyobb hangsúlyt kell fektetnie az energiahatékonyságra és a fenntartható fejlődésre.  

A megújuló energiaforrások, mint a nap- és szélenergia, valamint az innovatív tárolási megoldások, például az akkumulátorok, kritikus szerepet játszanak a jövő energiapolitikájában.  

A Kaliforniában zajló változások azt mutatják, hogy lehetséges a fosszilis tüzelőanyagok fokozatos kivonása és a tiszta energiaforrásokra való áttérés. Bár az út még hosszú, és számos kihívással van tele, az eddigi eredmények biztatók. Ha sikerül fenntartani a jelenlegi ütemet és megoldani a felmerülő problémákat, Kalifornia valóban elérheti ambiciózus célját, és 2045-re teljes mértékben átállhat a tiszta energiára. 

Az állam törekvései és eredményei világos üzenetet küldenek a világnak: a tiszta energia jövője itt van, és a megújuló energiaforrások, valamint a fejlett tárolási megoldások kulcsfontosságúak az energiarendszerek modernizálásában és fenntarthatóbbá tételében. Az elkövetkező évek kritikusak lesznek az energiaátállás szempontjából, de Kalifornia eddigi eredményei alapján reménykedhetünk abban, hogy a tisztaenergia-forradalom folytatódik, és újabb mérföldköveket ér el az egész világon. 

Magyar vonatkozás 

Hazánkban a világon a második legnagyobb a napenergia aránya az energiamixben, így nálunk is kulcsfontosságú, hogy ezt az energiát a későbbi órákra is el tudjuk tárolni. Ehhez az energiatárolási kapacitások bővítése, valamint a nagyfeszültségű hálózati fejlesztések elengedhetetlenek lesznek, így Kalifornia példája iránymutatásul szolgálhat Magyarország számára is. 

(Források: El País; The Sacramento Bee)

Kapcsolódó:

Címlapfotó: Dreamstime