Éjjel is áramot termelő naperőművek: az olvadéksós áramtárolás szerepe a tiszta energia átmenetben

Ennek a problémának a megoldásában kiemelkedő szerepet töltenek be az energiatárolási technológiák, amelyek közül az egyik legígéretesebb az olvadéksós energiatárolás. Az olvadéksós energiatárolás lényege, hogy a hőenergiát vagy áramot, kazánokban hővé alakítva, folyékony állapotban lévő sókeverékben tárolják. A leggyakrabban alkalmazott sókeverék nátrium-nitrátból és kálium-nitrátból áll, amely 220°C felett válik folyékonnyá, és akár 565°C körüli hőmérsékleten is biztonságosan alkalmazható. A rendszer általában két tartályból áll: egy hideg és egy forró tartályból. A hőforrás – például egy koncentrált napenergia-erőmű – felmelegíti a sót, amely a forró tartályba kerül. Amikor villamos energiára van szükség, a forró só hőcserélőn keresztül gőzt termel, amely áramtermelő turbinát hajt meg, majd a lehűlt só visszakerül a hideg tartályba, és a ciklus újra kezdődik.

Az olvadéksós energiatárolás ma már nem csupán kutatási terület, hanem több országban kereskedelmi méretben alkalmazott technológia. Ugyanakkor fontos megkülönböztetni két fő alkalmazási irányt:

• koncentrált napenergia-erőművekhez (CSP) kapcsolódó olvadéksós tárolás, amely már kiforrott technológia,
• és a fejlesztés alatt álló fotovillamos (PV) naperőművekből származó villamos energia olvadéksóban történő tárolása (Power-to-Heat-to-Power, P2H2P).

A magyar sajtó, pontosabban az e-cars.hu és a Világgazdaság is hírt adott róla (e-cars.hu, https://www.vg.hu/nemzetkozi-gazdasag/2026/07/kina-beuzemelte-a-vilag-legnagyobb-naperomuvet-gobi), hogy Kína beüzemelte a világ legnagyobb olyan naperőművét, ami sötétedés után négy órával is képes áramtermelésre. Ezzel lehetővé téve, hogy a napelemes rendszerek az esti áramfogyasztási csúcs kielégítéséhez is hozzá tudjanak járulni.

A China Three Gorges Corporation (CTG) üzembe helyezte a 1 gigawatt teljesítményű Hami-erőművet, amely jelenleg a világ legnagyobb napelemes és koncentrált napenergiás (CSP) hibrid létesítménye. A projekt legfontosabb újítása, hogy nem lítiumion-akkumulátorokban, hanem olvadéksós energiatárolókban tárolja a napközben termelt áramot. Az erőmű 900 megawattnyi hagyományos napelemes kapacitásból és egy 100 megawattos CSP-egységből áll. Utóbbi 260 ezer Napot követő tükörrel koncentrálja a napsugarakat, amelyek az olvadt sót 550 Celsius-fokra hevítik. A felmelegített olvadt sót jól hőszigetelt tartályokban tárolják. A só nagy fajhője és hőtároló képessége lehetővé teszi, hogy jelentős mennyiségű energiát tároljon viszonylag kis hőveszteség mellett. A tárolás időtartama több órától akár egy-két napig is terjedhet, a tartályok kialakításától és szigetelésétől függően. Ez lehetővé teszi, hogy a nappal megtermelt energia este, éjszaka vagy borult időben is hasznosítható legyen. Amikor ismét villamos energiára van szükség, a forró olvadt sót hőcserélőn vezetik keresztül. A hőcserélőben a só hője vizet alakít nagy nyomású gőzzé. Ez a gőz egy gőzturbinát hajt meg, amely egy generátorhoz kapcsolódik. A generátor mechanikai energiából villamos energiát állít elő, amely visszatáplálható az elektromos hálózatba. Miután a só leadta hőjének jelentős részét, lehül, és visszakerül a hideg tartályba, ahonnan a következő töltési ciklus során ismét felmelegíthető.

Az ilyen rendszerek teljes hatásfoka általában 35–50% közé esik, attól függően, hogy milyen technológiát alkalmaznak a hőtermelésre, a tárolásra és az áramtermelésre. Ez alacsonyabb, mint a nagyméretű lítiumion-akkumulátoros energiatárolóké, amelyek gyakran 85–95%-os körfolyamat-hatásfokkal működnek. Ugyanakkor az olvadéksós energiatárolás lényegesen olcsóbb lehet nagyon nagy energiamennyiségek többórás vagy akár többnapos tárolására, ezért elsősorban hálózati léptékű alkalmazásokban jelent előnyt. Arról a nem elhanyagolható előnyről nem is beszélve, hogy nincs szükség nagy ökológiai lábnyommal előállított, drága ritka-földfémekre a gyártáshoz.

A technológia egyik további előnye, hogy a tárolókapacitás viszonylag egyszerűen növelhető nagyobb sótartályok építésével. Emellett az alkalmazott nitrátsók nem gyúlékonyak, hosszú élettartamúak, és megfelelő üzemeltetés mellett sok ezer töltési és kisütési ciklust képesek kiszolgálni. A rendszer különösen jól alkalmazható olyan villamosenergia-rendszerekben, ahol a napenergia részaránya magas, és gyakran keletkezik napközben áramtöbblet, az esti fogyasztási csúcs idején meg áramhiány.

Különösen igaz ez Európára, ahol a napelemek termelési csúcsa és az így megtermelt villamos energia felhasználásának csúcsa időben markánsan elválik egymástól, ami a villamosenergia rendszerek egyik alapvető strukturális kihívása. A napelemes termelés napi maximuma jellemzően a kora délutáni órákban jelentkezik, különösen a nyári félévben. A naperőművek teljesítménye 11:30 és 14:30 között tetőzik, a leggyakoribb csúcsidő 12:00–13:30 közé esik. Tavasszal és nyáron ez az időszak rendszeresen túltermelési helyzetet is eredményez, különösen hétvégéken és munkaszüneti napokon. Ezzel szemben a villamosenergia-felhasználás napi csúcsa nem ekkor, hanem jellemzően késő délután és kora este alakul ki. A tipikus fogyasztási maximum 17:30 és 20:00 között jelentkezik, különösen a téli félévben. A két időpont közötti eltérés tipikusan 3–6 óra, évszaktól és naptípustól függően. Ez azt jelenti, hogy amikor a napelemek a legtöbb villamos energiát termelik, a rendszer fogyasztása még viszonylag alacsony, míg amikor a fogyasztás csúcsra jár, a napelemes termelés már jelentősen csökken vagy megszűnik.

A magyarországi adatokat példaként véve MI-alapú költségelemzéssel azt kapjuk, hogy akkora litium-ion akkumulátor kapacitás megépítése, mint ami a magyar napelemes (8500 MW) és szélerőművi (330 MW) áramtermelést el tudná raktározni 6 órára (60-62 GWh) az 4200 milliárd Ft-ba kerülne, illetve ami 16 órás tárolásra (160-165 GWh) lenne képes, az pedig 8960-11200 milliárd Ft-ba. Ehhez képest az olvadéksós tárolással ugyanez úgy nézne ki, hogy a 6 órás tárolási kapacitás kiépítése 3900 milliárd Ft-ba-, a 16 órás 6900 milliárd Ft-ba kerülne. Az olvadéksós tárolás költségelőnye tehát az áramtárolás időtartamával egyenes arányban nő. Ennek alapján a szakértők egyre inkább úgy látják, hogy az energiatárolásban nem egyetlen technológia fog dominálni a jövőben, hanem minden tárolási időtartamhoz más megoldás lesz optimális:

Az olvadéksós energiatárolás várhatóan elsősorban a 6–20 órás energiatárolási tartományban válhat meghatározóvá, ahol a jelenlegi akkumulátoros rendszerek költsége már jelentősen emelkedik, miközben a hőtárolás gazdaságosabb megoldást kínál. Emiatt a következő évtizedben valószínűleg nem az akkumulátorok versenytársaként, hanem azok kiegészítőjeként jelenik meg a villamosenergia-rendszerekben.

A technológia fejlesztése napjainkban is intenzíven zajlik. Egyre több kutatás foglalkozik úgynevezett „elektromosságból hő” (Power-to-Heat) rendszerekkel, amelyekben a megújuló forrásokból származó villamos energiát közvetlenül hőtárolókban tárolják. Emellett fejlesztés alatt állnak olyan korszerű hőerőgépek – például szuperkritikus szén-dioxid-ciklusú, vagy másnéven Allam-ciklusú turbinák –, amelyek a hagyományos gőzturbináknál nagyobb hatásfokkal képesek a tárolt hőt ismét villamos energiává alakítani. Ezek az új megoldások tovább javíthatják az olvadéksós energiatárolás gazdaságosságát és hatékonyságát.

Összességében az olvadéksós energiatárolás lehetőséget kínál arra, hogy a naperőművek időjárásfüggő energiatermelését kiegyensúlyozza. Bár a villamos energia hővé, majd ismét villamos energiává alakítása veszteségekkel jár, a technológia nagy energiatároló kapacitása, hosszú élettartama és viszonylag alacsony tárolási költsége miatt fontos szerepet tölthet be a jövő megújuló energiára épülő villamosenergia-rendszereiben. Az ilyen rendszerek hozzájárulhatnak ahhoz, hogy a napenergia ne csak nappal, hanem a nap bármely szakában megbízható energiaforrásként álljon rendelkezésre.

További részletek a Nemzetközi Energiaügynökség (IEA) tanulmányában: https://iea-es.org/wp-content/uploads/public/ES_TCP_Annual_Report_2025_2026-6-22-1.pdf

Three Gorges’ 100 MW Fresnel CSP enters trial operation at Hami in Xingjiang: https://www.solarpaces.org/three-gorges-100-mw-fresnel-csp-enters-trial-operation-at-hami-in-xingjiang/