Az 1.1. ábra szemlélteti a hazai villamosenergia-piac működését. A felső rész a fizikai áramlásokat, a második a pénzügyi áramlásokat szemlélteti. A fizikai áramlások a forrásoktól (termelők és importőrök) a hálózatot üzemeltető szolgáltatók közvetítésével – a szállítóhálózat-üzemeltető (továbbiakban TSO1) és az elosztóhálózat-üzemeltetők (továbbiakban DSO2) – jut el a felhasználókhoz. A felhasználók lehetnek egyetemes szolgáltatás keretében vételezők vagy versenypiacon működők, és van lehetőség a villamos energia exportálására is. A pénzügyi tranzakciók ábrája sokkal összetettebb, mint a fizikai áramlásoké. Megjelennek a kereskedők és a szervezett piac, melyek nem vesznek részt a fizikai áramlásokban. A kereskedők nemcsak egymással kötnek tranzakciókat és közvetítenek a termelők és fogyasztók között, hanem arról is gondoskodnak, hogy a TSO és a DSO hozzájusson a szabályozott bevételekhez.

 

A kereslet és kínálat egyensúlyának folyamatos biztosítása azért nehéz, mert a fogyasztás és a termelés alakulását jelentős bizonytalanság övezi. A fogyasztói oldali bizonytalanság abból ered, hogy számukra nem egy előre megvásárolt villamosenergia-mennyiség kerül átadásra, hanem egy várható mennyiségre szerződnek a kereskedővel, és a legtöbb szerződés – korlátok között – eleve megengedi a fogyasztás időbeli ingadozását. A szerződött fogyasztók mindenkori igényüknek megfelelően szabadon vételezhetnek a hálózatról, nincs a rendszerben olyan mechanizmus, ami csak az előre tervezett mennyiséghez adna hozzáférést. A fogyasztó számára csak a hálózati csatlakozás kapacitása szab fizikai korlátot, a tervezett fogyasztástól való eltérést csak utólag, a szerződésben rögzített feltételek mellett, pénzügyi elszámolás keretében kezelik a kereskedővel. Sok olyan fogyasztó is van a rendszerben – például az egyetemes szolgáltatás keretében vételezők –, ahol a szerződés egyáltalán nem tartalmaz a mennyiségre vonatkozó megállapodást, azt a tapasztalatok alapján kell előre jeleznie a kereskedőknek. A szerződött partnerek várható hálózati vételezésére vonatkozó legjobb előrejelzés alapján a kereskedők elkészítik az ún. fogyasztói menetrendet, ami a rendszer egyensúlyban tartásának egyik fontos inputja.

A villamosenergia-piac termelési oldalát kétféleképpen lehet megszervezni. Vannak a központi irányítású (central-dispatch) piacok (pl. USA, Olaszország, Görögország, Lengyelország) és önirányításos (self-dispatch) működtetésű piacok. A központi irányítású piacokon minden időpillanatban a TSO mondja meg, hogy a menetrendezhető erőművek közül mikor ki termeljen. Magyarországon az önirányításos rendszer működik. Ebben a rendszerben az erőművek tulajdonosai szerződéses kötelezettségeik és a piaci árak függvényében szabadon döntenek arról, hogy mikor mennyit termelnek, e döntésük eredményeként áll elő a termelési menetrend.

A rendszerirányító (MAVIR) feladata a villamosenergia-kereslet és -kínálat folyamatos egyensúlyban tartása. A MAVIR-hoz futnak be a fogyasztói, termelési és a szerződéses kapcsolatokat tükröző kereskedelmi menetrendek. Ezt az információt a MAVIR az ún. mérlegkörök közvetítésével kapja meg. A piac minden szereplőjének tartoznia kell egy mérlegkörhöz, amely befogadja, aggregálja és eljuttatja a MAVIR-hoz az egyes szereplők menetrendjeit. A termelők, tárolók közvetlenül szerződnek a mérlegkörrel, a fogyasztók pedig a kereskedőjükön keresztül kapcsolódnak hozzá. A mérlegkörfelelősnek negyedórás felbontású, a tényidőszakig többször frissített előrejelzést kell adnia a MAVIR számára arra vonatkozóan, hogy egy adott időszakban a mérlegkörhöz tartozó egységeknek együttesen mekkora lesz a hálózati betáplálása, illetve vételezése, és milyen kereskedelmi ügyleteket kötöttek a kiegyensúlyozott menetrend biztosítása érdekében.

Abban az esetben, ha minden termelő pont annyi energiát táplált a hálózatba, amennyit eladott, és minden fogyasztó pont annyit fogyasztott, amennyit a kereskedője megvásárolt számára, a rendszer egyensúlyban van. Ez azonban csak ritkán teljesül, hiszen a fogyasztási igények alakulására mindig csak becslés áll rendelkezésre, és a termelési oldalon is előfordulnak a menetrendtől való eltérések, a hagyományos erőműveknél műszaki problémák, az időjárásfüggő megújulók esetében pedig az időjárási előrejelzések pontatlansága miatt. Ha a mérlegkör aggregált menetrendje kiegyensúlyozatlan marad, vagy a mért tényadatok eltérnek a MAVIR-nak leadott menetrendtől, akkor a MAVIR-nak kell a rendszeregyensúlyt helyreállítani. A pontos menetrendtartást a rendszer azzal ösztönzi, hogy a MAVIR a rendszeregyensúly helyreállításának költségét kiszámlázza a pontatlan menetrendet beadó mérlegköröknek, azaz „kiegyenlítő energiát” kell vásárolniuk a MAVIR-tól.

Annak érdekében, hogy a menetrendi eltérések ne rontsák a villamosenergia-szolgáltatás minőségét (ne okozzanak frekvenciaingadozást, szélsőséges esetben áramszünetet), a MAVIR beavatkozik a kereslet és kínálat alakulásába, azaz utasítja a rendszerben lévő egységeket arra, hogy teljesítményüket és ezáltal a rendszer terhelését megváltoztassák. E tevékenységhez ún. rendszerszintű szolgáltatásokat vesz igénybe a MAVIR, melyek közül a legnagyobb piaci aktivitást a kiegyenlítő szabályozási (frekvenciaszabályozási) beavatkozások jelentik.3 A hálózatra csatlakozott termelő- és tárolói egységek számára kötelező a szabályozási képességeiket a MAVIR rendelkezésére bocsátani, a fogyasztók önkéntes alapon vehetnek részt a frekvenciaszabályozásban, ha a szolgáltatásért kapott ár meghaladja a terhelés megváltoztatásából fakadó költségeiket. Az igénybevételről – az extrém helyzeteket kivéve – piaci alapon dönt a MAVIR. A rendszerszintű szolgáltatások piacán a MAVIR a költségminimalizálás elvét követve vásárolja meg az előre definiált frekvenciaszabályozási termékeket az előzetesen akkreditált piaci szereplőktől.

A villamosenergia-piac másik jellegzetessége a fizikai és a kereskedelmi áramlások elszakadása. A villamos energia hálózaton belüli áramlását fizikai törvények (az ún. Kirchhoff-törvények) determinálják, tehát az áramlás elsősorban a hálózat topológiájától és az egyes hálózati elemek fizikai tulajdonságaitól függ. A kereskedelmi tranzakciókat az európai rendszerben nem befolyásolja a hálózati topológia4. Egy árzónán belül – ami hazánk esetében az egész ország területét jelenti – nincs infrastrukturális korlátja a kereskedelmi ügyletek megkötésének, bármely termelő bármely fogyasztónak eladhatja termelését, függetlenül attól, hogy a hálózat mely két pontjára csatlakoznak. Mivel az árzónás rendszerben a kereskedelmi és a fizikai áramlások elválhatnak egymástól, a rendszerüzemeltető és a hálózati társaságok feladata, hogy a hálózati szűkösségekből fakadó akadályokat elhárítsák, és a fogyasztók a hálózat minden pontján magas minőségben (a megfelelő feszültségszinten, minimális frekvenciaingadozás mellett) hozzájussanak a megvásárolt villamos energiához. Az ebből fakadó feladatokat a TSO és a DSO együttesen látják el: védik az egyes hálózati elemeket a túlterhelődéstől, szűkületkezelést és feszültségszabályozást végeznek. A TSO/DSO beavatkozásai – a frekvenciaszabályozáshoz hasonlóan – a rendszerhez kapcsolódó egységek teljesítményének megváltoztatására irányulnak, de az alkalmazható eszközök sokkal változatosabbak. Ma még a nem piaci megoldások a dominánsak: például olyan hálózati csatlakozási szerződés kötése, ami nem biztosít 100%-os rendelkezésre állást a termelőnek, vagy fogyasztók tekintetében a vezérelt áram. De a szűkületkezelésben is teret nyernek a piaci alapú megoldások. 2023-ban indult el a MAVIR által üzemeltetett ún. redispatch piac, a DSO-k pedig az ún. rugalmassági platformokon fognak szűkületkezelési termékeket vásárolni, de a fejezet megírásakor hazánkban még egy sem üzemelt.

A belföldi, azaz egy árzónán belüli kereskedéssel ellentétben, ha az ügylet különböző árzónák (országok) között történik, akkor a hálózati korlátok már explicitté válnak: a villamosenergia-értékesítés lebonyolításához a szállítási kapacitásokat is meg kell vásárolni. A TSO-k számolják ki, hogy az egyes határkeresztező pontokon mekkora szállítási kapacitás áll rendelkezésre, és ezeket a kapacitásokat aukción értékesítik az érdekelt kereskedők számára, éves, negyedéves, havi, napi és intraday kapacitáskiosztási eljárás formájában.

Az európai nagykereskedelmi piac jellegzetes eleme az ún. piac-összekapcsolás. Ez azt jelenti, hogy a határkeresztező kereskedelemhez a kereskedőnek nem kell külön megvennie a határkeresztező kapacitást, hanem azt egy algoritmus automatikusan hozzárendeli azokhoz az ügyletekhez, ahol a legnagyobb jóléti haszon keletkezik a két ország között megvalósított kereskedés révén. A piac-összekapcsolással érintett országok között a kereskedők nem tudnak közvetlenül kereskedni, hanem mindkét érdekelt félnek a saját tőzsdéjére kell beadni az eladási a másik félnek pedig a vételi ajánlatot.5 A piac-összekapcsolási algoritmus számolja ki, hogy a két tőzsde között mekkora lesz a villamosenergia-áramlás, és ennek figyelembevételével kerül sor az adott tőzsdén az árak kiszámítására.

A fejezet megírása idején a szerb és az ukrán határon működik explicit határkeresztező kapacitásallokáció, az összes EU-határunkon piac-összekapcsolás működik, tehát a határkeresztező kapacitások implicit módon kerülnek kiosztásra.