Egy merész és ambiciózus terv bontakozott ki: az európai és észak-amerikai elektromos hálózatok összekapcsolása.

Az EMBER nevű agytröszt év végi elemzése hangsúlyozza, hogy a transzatlanti villamosenergia-interkonnektor létjogosultságát egyre inkább indokolja a két jelentős régió elektromos hálózatainak időjárásra gyakorolt növekvő hatása. Ennek hátterében áll, hogy a kibocsátáscsökkentési törekvések révén a megújuló energiaforrások, amelyek erősen függenek az időjárási viszonyoktól, egyre nagyobb szerepet játszanak az energiaszolgáltatásban. Északnyugat-Európa, az Egyesült Államok északkeleti államai, valamint Kelet-Kanada ambiciózus dekarbonizációs célokat tűztek ki maguk elé, amelyek értelmében a következő 20 évben, akár már 2035-re klímasemlegessé kívánják tenni villamosenergia-rendszereiket.

A következő 10-20 évben várható, hogy a villamosenergia iránti igény drámai mértékben megnő, amit elsősorban a szállítási, fűtési és ipari szektorok elektrifikációja generál. Ezen kívül a légkondicionálók és az adatközpontok működése is hozzájárul a fogyasztás emelkedéséhez. Nem elhanyagolható tényező, hogy az időjárási viszonyok egyre inkább hatással vannak az áramfelhasználásra, különösen a fűtési és hűtési szükségletek terén.

Az elemzés eredményei alapján Észak-Amerika és Európa időjárási viszonyai, valamint ezek hatása a villamosenergia-rendszereikre kiegészítik egymást. Ebből adódóan a két legnagyobb és legszorosabban összekapcsolt kontinentális hálózat összekapcsolása kölcsönös előnyöket és jelentős értéket teremtene mindkét fél számára.

Ezért, amikor az egyik kontinensen a napenergia-termelés a csúcsához ér, a másik kontinensen – az időeltolódás következtében – valószínűleg jelentősen csökken a fotovoltaikus erőművek teljesítménye. Ennek következményeként az egyik nagy földrajzi területen keletkező, akár negatív helyi árakat is generáló többlet, amely veszélyeztetheti a naperőművek gazdaságos működését, a másik régióban hasznosulhat a fogyasztói igények kielégítésére.

Az alábbi grafikon a Párizsban és New Yorkban telepített 1000 wattos döntött napelemes rendszerek napon belüli termelési görbéinek egymáshoz viszonyított eltolódását szemlélteti. Az időzónák eltérése miatt – figyelembe véve a napelemes kapacitás várható jelentős bővülését – Európa többlettermelést fog mutatni, amikor Észak-Amerika keleti partja ébredezik. Ezzel szemben, amikor Európában már este van, akkor Amerikában fog dominálni a villamosenergia-ellátás bősége.

Franciaország és New York állam példájánál maradva, a hatórás időeltolódás azt is jelenti, hogy a rendszerterhelés napi csúcsai is hatórás aszinkronban vannak egymástól az Atlanti-óceán két partján.

Az elemzés arra is rámutat, hogy az évszakos időjárási minták korlátozottabb eltéréseket és arbitrázs lehetőségeket biztosítanak, miután Európa és Észak-Amerika az északi féltekén található.

A szélviszonyok elemzése során, bár a Nap pályája és az időzónák eltérése nem közvetlenül befolyásolja őket, az elmúlt dekád adatait vizsgálva a tanulmány hasonló megállapításra jutott, mint a napenergia esetében. Azt találta, hogy az órás szélsebesség-értékek közötti korreláció rendkívül alacsony Európában és Észak-Amerikában. Ezzel hangsúlyozva azt a fontos megállapítást, hogy a szélsebesség két különböző helyszín közötti összefüggése a távolság növekedésével csökken, míg 600 kilométeres távolságban ez a korreláció gyakorlatilag nullára csökken.

Ez lényegében azt jelenti, hogy amikor az Atlanti-óceán egyik oldalán nagyon szeles időjárási körülmények uralkodnak, akkor a másik oldalán valószínűleg kevésbé szeles az idő, ami szintén a két rendszer összekapcsolása mellett szól.

Az Atlanti-óceán két oldalán történő vízenergia-termelés feltételeit vizsgálva az elemzés a Québecből és Svájcból származó csapadékadatokról azt állapítja meg, hogy úgy tűnik, ezek az elmúlt 20 év során szintén csekély korrelációt mutatnak.

Az időjárásfüggő termelés arányának növekedése hatalmas mennyiségű rugalmasságot követel meg a rendszertől azért, hogy az ellátást és a keresletet minden pillanatban egyensúlyban lehessen tartani. Ennek a flexibilitásnak mindkét irányban mozgósíthatónak kell lennie: akkor is, ha a kereslet erőteljes, a termelés pedig gyenge, biztosítva az ellátás biztonságát és megelőzve az ártüskék kialakulását; és - egyre inkább - akkor is, ha a megújuló termelés magas, a fogyasztási igény pedig gyenge, ezáltal elejét véve a megújulós erőművek termelése lekapcsolásának (vagyis a nagy mennyiségű tiszta áramról való lemondásnak). A megújuló villamosenergia-termelés lekapcsolásai miatt napjainkban már több országban eléri a 10%-ot a megtermelhető mennyiséghez képest elveszített zöldáram aránya.

Az interkonnektor értéke szempontjából szintén fontos, hogy az évtizedes adatokat vizsgáló elemzés eredményei szerint a hőhullámok és a hideghullámok nulla korrelációt mutatnak Európa és Észak-Amerika között, ami azt jelenti, hogy nem nagyon valószínű, hogy mindkét helyen egyidejűleg lesznek az áramigény megugrásával járó meleg vagy hideg napok.

Az észak-amerikai és az európai villamosenergia-hálózat a világ legkiterjedtebb rendszerei közé tartozik, ami miatt az összekapcsolásuk rendkívüli lehetőségeket rejteget.

Az interkonnektor legfontosabb értéke abban rejlik, hogy képes összekapcsolni az energiapiacokat, ezzel elősegítve a hálózat rugalmasságának optimalizálását. Ez a kapcsolat lehetővé teszi, hogy a villamosenergia-árak valós időben tükrözzék a kereslet és kínálat viszonyait mindkét régióban. A jelentős kétirányú energiaáramlás révén pontosabb árjelzések alakulhatnak ki, ami javítja a piaci működést, és ösztönözheti a megújulóenergia-beruházásokat is. Az elemzés szerint ez a fejlesztés komoly előnyöket hozhat mindkét érintett terület számára.

A két rendszer integrálása azonban egyben számos disruptív piaci hatással is számolni kell – hívja fel a figyelmet a tanulmány.

Az amerikai kontinens északkeleti része nagymértékben támaszkodik a vízenergiára, Québec tartomány jelentős mennyiségű, vízerőműben megtermelt villamos energiát exportál New York államba. Az Észak-Amerika és Európa közötti rendszerösszeköttetés egyúttal hozzáférést biztosítana Québecnek a jövedelmezőbb európai piachoz is, ahol az áramárak jellemzően magasabbak, mint New Englandben és a szomszédos kanadai régiókban. Egy ilyen elmozdulás piaci kihívásokat generálhat, és a jövőbeli energiakereskedelmi kapcsolatok, valamint árképzési struktúrák újraértékelését válthatja ki.

A tanulmány szerint egy, az Atlanti-óceánt átszelő elektromos távvezeték beruházás ugyan magas tőkeköltséggel jár, de így is olcsóbb lehet, mint a döntéshozók által fontolóra vett egyéb eszközök, például az atomenergia és a hidrogéngazdaság kiépítése.

A tanulmány nem vizsgálja meg részletesen az összekapcsolás pénzügyi életképességét, de megjegyzi, hogy ennek a kérdésnek a megítélése két kulcsfontosságú tényezőtől függ. Először is, a kábel építési költségei rendkívül fontosak – ezen a téren az iparág folyamatosan új eredményeket produkál, és rendszeresen új mélységi és távolsági rekordokat állít fel. Másodszor, a beruházásra vonatkozó állami támogatások mértéke is jelentős hatással bír. Az elemzés arra utal, hogy a projekt nagysága lehetőséget teremt egy olyan innovatív megoldás kidolgozására, amely integrálja a jelenlegi legjobb gyakorlatokat.

A beruházás nem lenne előkép nélküli, hiszen jelenleg két olyan nemzetközi projekt is van - mindkettő a korai beruházási szakaszban -, amely kontinensek közötti villamosenergia-interkonnektorok létesítésére irányul, de ezek csak az elektromos áram egyirányú továbbítására lesznek majd alkalmasak. A Marokkóból az Egyesült Királyságba, és az Ausztráliából Szingapúrba történő zöldáram-exportot várhatóan valamikor a 2030-as évtized első felében lehetővé tevő átviteli vezetékek 4000, illetve 5100 kilométer hosszúak lesznek (melyből 4300 km a tenger alatti szakasz).

Egy Európát Észak-Amerikával összekötő interkonnektor hossza hasonló lenne a már meglévő távokhoz; például az új-fundlandi St. John's és az írországi Cork közötti távolság körülbelül 3200 kilométer, míg Bristol és Québec között ez 4800 kilométert, Boston és Le Havre között pedig 5300 kilométert tesz ki.

A hőmérsékleti, besugárzási, valamint szél- és csapadékviszonyok lehetséges (és valószínű) jelentős eltérései tehát az energiatermelés és a fogyasztói igények szempontjából is a távoli területeket összekötő új interkonnektorok mellett szólnak. Az elemzés szerint a projektet erősen támogatja a hálózatok fejlődése, valamint a megújuló erőforrások és a változó kereslet optimalizálásának szükségessége.

A transzatlanti villamosenergia-rendszerek összekapcsolása új lehetőségeket nyújt a helyi gazdaságok számára, hiszen elősegítheti az energiaárak csökkentését, fokozhatja az ellátásbiztonságot, és hozzájárulhat a szén-dioxid-kibocsátás mérséklésének felgyorsításához. Ezen kívül új munkahelyek teremtésével is gazdagíthatja a munkaerőpiacot.

Megvalósításához azonban erős állami támogatásra lenne szükség a finanszírozástól az engedélyezésig. Ezért az elemzés szerint mind az észak-amerikai, mind az európai kormányoknak komolyan meg kell fontolniuk ezt a lehetőséget is, tekintettel a fokozódó elektrifikációra, az időjárásfüggő megújuló energiaforrások terjedésére, vagy az ellátásbiztonsággal kapcsolatos növekvő aggályokra, amihez ugyanakkor további részletes kutatásokra és elemzésekre van szükség a témában.

A biztonsági aspektusok kiemelt jelentőséggel bírnak.

Az elemzés hangsúlyozza, a biztonság és hatékonyság érdekében nem egy, hanem több kábelt lenne érdemes telepíteni, amelyek különböző pontokon érnének partot Európában és Észak-Amerikában (a nagy kábelek optimális kapacitástartománya általában 2 GW). E szerint a kábelek "landolási pontjaiknak" Európa-szerte, de - a szélerőművekre tekintettel - akár az Északi-tengeren, illetve az Egyesült Államok és Kanada keleti partvidéke mentén kellene eloszlaniuk, így az energetikai és gazdaságossági szempontokon túl a biztonsági megfontolások is érvényesíthetőek lennének a projektben. Ezzel elkerülhető lenne, hogy egyetlen kiemelten sérülékeny gyenge pont alakuljon ki az infrastruktúrában - érvel a tanulmány, amely ugyanakkor explicite nem említi az ilyen kábeleket a geopolitikai konfliktusok miatt fenyegető valós veszélyeket, így a Balti-tenger alatti kulcsfontosságú energia- és kommunikációs infrastruktúrát érő orosz támadásokat sem.